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:

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.