V roku 1775 vydala parížska Akadémia vied vyhlásenie, podľa ktorého sa jej členovia nebudú viac zaoberať nijakými návrhmi riešenia štyroch konkrétnych problémov. O troch z nich – o kvadratúre kruhu, trisekcii uhla a zdvojení kocky – sme hovorili pred týždňom. Dnes bude reč o tom štvrtom – o konštrukcii perpetua mobile.
História perpetua mobile siaha hlboko do minulosti a rozhodne sa nekončí vyhlásením parížskej Akadémie. Najstaršie dochované nákresy večne idúceho mechanizmu pochádzajú z Indie zo siedmeho (Brahmasphuta siddhanta) a ôsmeho (Sisyadhivrddhida tantra) storočia. Tieto mechanizmy majú podobu otáčajúceho sa kolesa a ich účelom zrejme nebolo slúžiť ako stroje, ale ako symboly. Donekonečna sa otáčajúce koleso malo pravdepodobne symbolizovať periodický pohyb nebeských telies a s ním súvisiace periodické opakovanie dní a rokov, cyklickú povahu času, reinkarnáciu.
Prvé pokusy o zostrojenie perpetua mobile teda neboli pokusmi o zostrojenie niečoho nemožného. Išlo len o to, napodobiť v pozemských podmienkach čosi, čo bolo v nebeských podmienkach zjavne realizované.
.nebesia
Indické neúspešné pokusy o chrámovú „hračku“ vo forme večne sa točiaceho kolesa boli skvelou ilustráciou zásadných rozdielov medzi nebom a zemou. Pohyby na nebi boli dokonalé. Prebiehali po dokonalých krivkách, s dokonalou pravidelnosťou a pokiaľ mohli ľudia počas svojich krátkych životov usúdiť, tak prebiehali večne. Pohyby na zemi boli ich pravým opakom. Prebiehali všelijako krivolako, nepravidelne a vždy sa po relatívne krátkom čase zastavili.
Napodobovanie nebeskej dokonalosti v pozemských podmienkach malo pritom v sebe akúsi príchuť rúhačstva. Koniec koncov, nemali by nebeské a pozemské záležitosti vo svojej podstate ostať navždy oddelené? Nuž, nemali. Tisíc rokov po Brahmasphutovi ich Isaac Newton spojil tak, že už ich nikto nerozpojí. Teda, aby sme boli presní, on ich vlastne nespojil. Len ukázal, že neexistujú dve rôzne mechaniky – nebeská a pozemská – ale že je iba jedna mechanika a pohyby nebeských aj pozemských telies sú len jej rôznymi prejavmi.
Prvý Newtonov zákon mechaniky pritom hovoril, že teleso, na ktoré nepôsobí nijaká sila, zotrváva v pokoji alebo rovnomernom priamočiarom pohybe. Večný a nemenný pohyb je v Newtonovej mechanike naozaj to najprirodzenejšie, čo môže osamelé teleso postihnúť. Zmeniť to dokážu len sily pôsobiace na toto teleso. Niektoré sily, napríklad gravitačná, pritom menia typ pohybu z rovnomerného priamočiareho na nerovnomerný a krivočiary, pričom výsledný pohyb môže byť periodický a nekonečný (napríklad obiehanie planéty okolo Slnka). Iné sily, napríklad trenie a odpor prostredia, spoľahlivo utlmia každý pohyb, ktorý neudržiavame pri živote nejakou ďalšou silou. V pozemských podmienkach sú tieto dve sily vždy prítomné, a práve preto tu nie je večný pohyb bez pôsobenia ďalších síl možný. Odpor prostredia pôsobí aj na nebeské telesá, ale ide o prostredie také riedke, že tlmenie pohybu vôbec nedokážeme registrovať. Preto vyzerá nebeský pohyb večný a pozemský konečný.
.raj
„To je ale škoda,“ – povedal si nejeden vynálezca na margo nemožnosti zostrojenia mechanického perpetua mobile, ktorá tak nekompromisne vyplýva z Newtonových zákonov. A vzápätí sa rovnako nekompromisne pustil do navrhovania takéhoto stroja.
Základná myšlienka bola pritom približne takáto: ak treba na udržiavanie chodu stroja silu, tak čo keby tú silu vyvíjal samotný stroj. Veď predsa mnohé stroje slúžia len na to, aby poháňali iné stroje. Tak čo keby náš vysnívaný stroj poháňal sám seba a okrem toho urobil ešte aj nejakú drobnú robotu navyše? To by bolo voľačo!
Ak by sme fungovanie takéhoto zariadenia preložili z reči síl do reči energií, celé by to prebiehalo tak, že táto úžasnosť by produkovala viac energie než by spotrebúvala. To síce dosť výrazne odporuje zákonu zachovania mechanickej energie, ktorý je jedným z priamych dôsledkov Newtonových zákonov, ale prečo by nás mali takéto detaily odradiť? Najmä ak sú naše úmysly také čisté.
Vynálezca perpetua mobile by zrejme navždy odstránil potrebu otrockej práce a dodal by ľudstvu ekologicky čistý zdroj energie. Popritom by sa, pravdepodobne, stal aj nesmierne bohatým a slávnym, ale to by boli len také kolaterálne efekty, s ktorými sa musí pri takomto podniku počítať. Základnou motiváciou je však v podstate nezištné prenesenie nebies sem na zem nielen v symbolickej podobe večného pohybu, ale vo veľmi praktickej podobe nekonečného zdroja energie. Základnou motiváciou je vytvorenie raja na zemi.
Zatiaľ sa to však nedarí. Výroba energie z ničoho, či už v rámci mechaniky, alebo iných oblastí fyziky, zostáva napriek všetkým pokusom zjavne nedosiahnuteľnou métou. V nejakom zmysle je táto méta nedosiahnuteľná priamo z definície. Energia je totiž vo fyzike vo všeobecnosti definovaná ako zachovávajúca sa veličina, takže jej nezachovanie by protirečilo nielen doteraz odhaleným prírodným zákonom, ale aj elementárnej logike. Na druhej strane, fyzika je empirická veda a ak by niekto perpetuum mobile predsa len zostrojil, asi by sme uznali, že náš dovtedajší formálny pojem energie nebol práve najvhodnejší.
Konštruktérov perpetua mobile preto nemožno paušálne považovať za bláznov. Sú to ľudia, pre ktorých nie je nemožnosť nemožnosťou, ale výzvou. Často je to naozaj prejav bláznivosti, ale nie je to tak vždy. Koniec koncov, kde by sme boli bez ľudí, ktorí sa pokúšajú o nemožné?
.peniaze
Každá sranda však niečo stojí a o peniaze ide opäť raz až v prvom rade. Už spomínané vyhlásenie parížskej Akadémie si tento aspekt všíma ako úplne zásadný a je v tejto otázke až dojímavo empatické. Konštruktérom perpetua mobile nie sú adresované posmešné a nadradené slová, ale takáto veta: „Tento výskum je nepríjemne drahý a zruinoval už nejednu rodinu, pričom mechanici, ktorí mohli byť veľmi užitoční, premárnili svoje šťastie, svoj čas a svoj talent.“
Dnešní tvorcovia perpetua mobile sú na tom o čosi lepšie. Z času na čas sa im podarí získať kapitál v hodnote niekoľkých miliónov dolárov, ktorý vystačí na mnohoročný (zatiaľ vždy neúspešný) výskum. Neruinuje ich to, naopak, celkom slušne z toho nejaký čas žijú.
Ako je možné, že niekto financuje takýto výskum ešte aj v 21. storočí? To sa dá pochopiť celkom jednoducho. Ak máte dosť peňazí, potom je rozumné investovať časť z nich do takmer beznádejného projektu s obrovským potenciálnym výnosom. Tie peniaze ste takmer určite vyhodili von oknom, ale ak sa to celé nejakým zázrakom podarí, tak sa tým oknom vrátia ako lavína a vy budete mať z toho návratu naozaj úprimnú radosť. Rozumné investície do úplných blbostí môžu byť, ako už bolo povedané, rozumné.
Toľko k peniazom. A čo sa dá povedať o snahách zostrojiť perpetuum mobile z hľadiska všeobecného prospechu ľudstva a posúvania hraníc poznania? Asi nevymyslíme nič lepšie, ako modlitbu neznámeho autora (pripisovanú niekedy svätému Františkovi z Assisi): „Pane, daj mi dosť pokory na to, aby som vedel prijať veci, ktoré nedokážem zmeniť, daj mi dosť odvahy na to, aby som vedel meniť veci, ktoré dokážem zmeniť, a daj mi dosť múdrosti na to, aby som vedel odlíšiť jedny od druhých.“
História perpetua mobile siaha hlboko do minulosti a rozhodne sa nekončí vyhlásením parížskej Akadémie. Najstaršie dochované nákresy večne idúceho mechanizmu pochádzajú z Indie zo siedmeho (Brahmasphuta siddhanta) a ôsmeho (Sisyadhivrddhida tantra) storočia. Tieto mechanizmy majú podobu otáčajúceho sa kolesa a ich účelom zrejme nebolo slúžiť ako stroje, ale ako symboly. Donekonečna sa otáčajúce koleso malo pravdepodobne symbolizovať periodický pohyb nebeských telies a s ním súvisiace periodické opakovanie dní a rokov, cyklickú povahu času, reinkarnáciu.
Prvé pokusy o zostrojenie perpetua mobile teda neboli pokusmi o zostrojenie niečoho nemožného. Išlo len o to, napodobiť v pozemských podmienkach čosi, čo bolo v nebeských podmienkach zjavne realizované.
.nebesia
Indické neúspešné pokusy o chrámovú „hračku“ vo forme večne sa točiaceho kolesa boli skvelou ilustráciou zásadných rozdielov medzi nebom a zemou. Pohyby na nebi boli dokonalé. Prebiehali po dokonalých krivkách, s dokonalou pravidelnosťou a pokiaľ mohli ľudia počas svojich krátkych životov usúdiť, tak prebiehali večne. Pohyby na zemi boli ich pravým opakom. Prebiehali všelijako krivolako, nepravidelne a vždy sa po relatívne krátkom čase zastavili.
Napodobovanie nebeskej dokonalosti v pozemských podmienkach malo pritom v sebe akúsi príchuť rúhačstva. Koniec koncov, nemali by nebeské a pozemské záležitosti vo svojej podstate ostať navždy oddelené? Nuž, nemali. Tisíc rokov po Brahmasphutovi ich Isaac Newton spojil tak, že už ich nikto nerozpojí. Teda, aby sme boli presní, on ich vlastne nespojil. Len ukázal, že neexistujú dve rôzne mechaniky – nebeská a pozemská – ale že je iba jedna mechanika a pohyby nebeských aj pozemských telies sú len jej rôznymi prejavmi.
Prvý Newtonov zákon mechaniky pritom hovoril, že teleso, na ktoré nepôsobí nijaká sila, zotrváva v pokoji alebo rovnomernom priamočiarom pohybe. Večný a nemenný pohyb je v Newtonovej mechanike naozaj to najprirodzenejšie, čo môže osamelé teleso postihnúť. Zmeniť to dokážu len sily pôsobiace na toto teleso. Niektoré sily, napríklad gravitačná, pritom menia typ pohybu z rovnomerného priamočiareho na nerovnomerný a krivočiary, pričom výsledný pohyb môže byť periodický a nekonečný (napríklad obiehanie planéty okolo Slnka). Iné sily, napríklad trenie a odpor prostredia, spoľahlivo utlmia každý pohyb, ktorý neudržiavame pri živote nejakou ďalšou silou. V pozemských podmienkach sú tieto dve sily vždy prítomné, a práve preto tu nie je večný pohyb bez pôsobenia ďalších síl možný. Odpor prostredia pôsobí aj na nebeské telesá, ale ide o prostredie také riedke, že tlmenie pohybu vôbec nedokážeme registrovať. Preto vyzerá nebeský pohyb večný a pozemský konečný.
.raj
„To je ale škoda,“ – povedal si nejeden vynálezca na margo nemožnosti zostrojenia mechanického perpetua mobile, ktorá tak nekompromisne vyplýva z Newtonových zákonov. A vzápätí sa rovnako nekompromisne pustil do navrhovania takéhoto stroja.
Základná myšlienka bola pritom približne takáto: ak treba na udržiavanie chodu stroja silu, tak čo keby tú silu vyvíjal samotný stroj. Veď predsa mnohé stroje slúžia len na to, aby poháňali iné stroje. Tak čo keby náš vysnívaný stroj poháňal sám seba a okrem toho urobil ešte aj nejakú drobnú robotu navyše? To by bolo voľačo!
Ak by sme fungovanie takéhoto zariadenia preložili z reči síl do reči energií, celé by to prebiehalo tak, že táto úžasnosť by produkovala viac energie než by spotrebúvala. To síce dosť výrazne odporuje zákonu zachovania mechanickej energie, ktorý je jedným z priamych dôsledkov Newtonových zákonov, ale prečo by nás mali takéto detaily odradiť? Najmä ak sú naše úmysly také čisté.
Vynálezca perpetua mobile by zrejme navždy odstránil potrebu otrockej práce a dodal by ľudstvu ekologicky čistý zdroj energie. Popritom by sa, pravdepodobne, stal aj nesmierne bohatým a slávnym, ale to by boli len také kolaterálne efekty, s ktorými sa musí pri takomto podniku počítať. Základnou motiváciou je však v podstate nezištné prenesenie nebies sem na zem nielen v symbolickej podobe večného pohybu, ale vo veľmi praktickej podobe nekonečného zdroja energie. Základnou motiváciou je vytvorenie raja na zemi.
Zatiaľ sa to však nedarí. Výroba energie z ničoho, či už v rámci mechaniky, alebo iných oblastí fyziky, zostáva napriek všetkým pokusom zjavne nedosiahnuteľnou métou. V nejakom zmysle je táto méta nedosiahnuteľná priamo z definície. Energia je totiž vo fyzike vo všeobecnosti definovaná ako zachovávajúca sa veličina, takže jej nezachovanie by protirečilo nielen doteraz odhaleným prírodným zákonom, ale aj elementárnej logike. Na druhej strane, fyzika je empirická veda a ak by niekto perpetuum mobile predsa len zostrojil, asi by sme uznali, že náš dovtedajší formálny pojem energie nebol práve najvhodnejší.
Konštruktérov perpetua mobile preto nemožno paušálne považovať za bláznov. Sú to ľudia, pre ktorých nie je nemožnosť nemožnosťou, ale výzvou. Často je to naozaj prejav bláznivosti, ale nie je to tak vždy. Koniec koncov, kde by sme boli bez ľudí, ktorí sa pokúšajú o nemožné?
.peniaze
Každá sranda však niečo stojí a o peniaze ide opäť raz až v prvom rade. Už spomínané vyhlásenie parížskej Akadémie si tento aspekt všíma ako úplne zásadný a je v tejto otázke až dojímavo empatické. Konštruktérom perpetua mobile nie sú adresované posmešné a nadradené slová, ale takáto veta: „Tento výskum je nepríjemne drahý a zruinoval už nejednu rodinu, pričom mechanici, ktorí mohli byť veľmi užitoční, premárnili svoje šťastie, svoj čas a svoj talent.“
Dnešní tvorcovia perpetua mobile sú na tom o čosi lepšie. Z času na čas sa im podarí získať kapitál v hodnote niekoľkých miliónov dolárov, ktorý vystačí na mnohoročný (zatiaľ vždy neúspešný) výskum. Neruinuje ich to, naopak, celkom slušne z toho nejaký čas žijú.
Ako je možné, že niekto financuje takýto výskum ešte aj v 21. storočí? To sa dá pochopiť celkom jednoducho. Ak máte dosť peňazí, potom je rozumné investovať časť z nich do takmer beznádejného projektu s obrovským potenciálnym výnosom. Tie peniaze ste takmer určite vyhodili von oknom, ale ak sa to celé nejakým zázrakom podarí, tak sa tým oknom vrátia ako lavína a vy budete mať z toho návratu naozaj úprimnú radosť. Rozumné investície do úplných blbostí môžu byť, ako už bolo povedané, rozumné.
Toľko k peniazom. A čo sa dá povedať o snahách zostrojiť perpetuum mobile z hľadiska všeobecného prospechu ľudstva a posúvania hraníc poznania? Asi nevymyslíme nič lepšie, ako modlitbu neznámeho autora (pripisovanú niekedy svätému Františkovi z Assisi): „Pane, daj mi dosť pokory na to, aby som vedel prijať veci, ktoré nedokážem zmeniť, daj mi dosť odvahy na to, aby som vedel meniť veci, ktoré dokážem zmeniť, a daj mi dosť múdrosti na to, aby som vedel odlíšiť jedny od druhých.“
Ak ste našli chybu, napíšte na web@tyzden.sk.