Klávesové zkratky na tomto webu - základní
Přeskočit hlavičku portálu

Perpetuum mobile objeveno

2. 04. 2017 17:03:00
Ze školy dobře víte, že perpetuum mobile není možné. Je ale opravdu tato informace správná? Opravdu perpetuum mobile neexistuje? Když to budeme zkoumat, zjistíme, že perpetuum je jednou ze základních myšlenek klasické mechaniky.

Než přikročíme k faktům, pojďme na to logicky. Tak si totiž uvědomíme, že myšlenka perpetua mobile je krásnou čistou myšlenkou, která vedla ke zformulování klasické Newtonovy mechaniky. Bez této myšlenky klasická mechanika nemůže existovat. Nejdříve si ještě rozlišme různé druhy perpetua mobile. Jsou celkem 4, takže Wikipedii v tom zase tolik nevěřte.

Zajímat nás bude zejména ten typ perpetua, který se označuje jako 4. typ. nicméně obsahuje onu základní myšlenku věčného pohybu v čisté podobě. Je to takové perpetuum, které žádnou energii nepotřebuje přijímat, ani energii nevydává, tedy nekoná žádnou práci, ale pohybuje se neustále bez zastavení. Další druhy jen základní myšlenku doplňují o to, co by bylo nutné k tomu, aby se věčný pohyb udržel, když by nefungovala ona čistá myšlenka, tedy tzv. 4. druh. Tomuto čistému perpetuu úplně stačí, když si tu svou energii věčně zachová.

K úvaze o perpetuu mě inspirovaly tzv. časové krystaly, které propaguje nositel Nobelovy ceny za fyziku, Frank Wilczek. "Časové krystaly" jsou totiž neustále kmitající kvantové jevy. Jenže to by přece odpovídalo pojmu perpetua mobile a Frank by si zasloužil další Nobelovu cenu, ne?

Stačí se ale podívat na jeho "časové krystaly", aby bylo jasné, že jako první na světě perpetuum nesestrojil, že jen využil existující "věčný" pohyb, tzv. spin částic, což je něco, co by se dalo vzdáleně připodobnit k rotaci částic. Samozřejmě je tu nutná podmínka, že onen spin je skutečně věčný pohyb.

Jestli ano, pak už tu perpetuum mobile dávno máme a to v každém atomu. Vlastně i každý atom je takové perpetuum: nějak mi to nehrálo s nemožností existence perpetua, kterou do mě vtloukali ve škole. Stačí ale jen logicky přemýšlet. Vždyť vlastně Newtonův zákon setrvačnosti postuluje čisté perpetuum mobile, když říká, že: "Jestliže na těleso nepůsobí žádná síla, pak těleso setrvává v klidu nebo v rovnoměrně přímočarém pohybu. (Jen poznamenejme, že podle Einsteinovy speciální relativity je klid a přímočarý pohyb vlastně totéž.)

Když už tedy připustíme, že perpetua mobile existují, najdeme daleko více "věčných" pohybů to i kolem sebe. Jsou to například všechny rotace. Tedy "čisté" rotace, stejně jako Newton výše popisoval "čisté" přímočaré pohyby, tedy vlastně mechanické pohyby bez působení vnější síly, například bez tření.

Tření zastaví každý kámen, který na Zemi hodíme a zastaví také každou rotaci. Aristoteles měl za to, že toto zastavení je podstata všech mechanických pohybů (na Zemi), neboť tyto se snaží dosáhnout svého přirozeného místa, což je klid vůči Zemi. Tento mylný názor převládal skoro 2000 let, než si Galileo uvědomil, že kdyby kuličku na stole nebrzdilo tření, nezastavila by se nikdy (kdyby byl stůl jaksi kolem celé Zeměkoule). Galileo tedy použil ideu čistého perpetua mobile, aby vyvrátil Aristotela, a Newton tento útok dokonal a toto perpetuum vtělil do svého zákona setrvačnosti.

Když tak nad tím přemýšlíte, uvědomíte si, že zákon zachování energie je také vlastně popis perpetua, stejně jako zákon zachování hmotnosti. U té hmotnosti jde pouze o pohyb 4D "prostoročasem" a jeho energie se vyjadřuje rovnicí E=m.c^2 ve speciální relativitě. I supravodivost vyvolává představu takového perpetua, protože tam se také elektrický proud pohybuje bez tření, jak se zdá. Nebo foton také letí neustále, třeba 13 miliard let. Tam ale na něj působí gravitace a jeho energie ubývá rudým posuvem. Leč velmi pomalu.

Perpetuum mobile je tedy základem uvažování klasické fyziky, která si dokázala od pohybu tělesa z vnitřních příčin (např. od setrvačnosti), odmyslet vnější rušivé působení, třeba tření. Tedy vlastně vnitřní přirozeností mechanických těles je býti čistým perpetuem mobile. Tření se tu chápe jako něco "vnějšího", co tuto idylku kazí. Bohužel to ale vypadá, že tato idylka není nikdy bez vady, protože každé těleso má i vnitřní tření, protože není absolutně tuhé (nehledě na to, že absolutně izolované těleso neexistuje). Tímto vnitřním třením získávají teplo třeba některé (vlastně všechny) měsíce a cokoliv, na co působí gravitace. Jsou to tzv. slapové síly.

Aby nějaké těleso bylo dokonalým perpetuem mobile, nesmělo by na něj působit vůbec nic, muselo by být dokonale izolované, což se třeba v případě působení gravitace, kterou nelze nijak odstínit, nedá vůbec realizovat. Vypadá to, že je to v praxi realizovatelná myšlenka, která se neuskuteční nikdy a nikde zcela dokonale. To jde parafrázovat třeba Einsteinovým výrokem: "Co je přesně, není o realitě."

Ze zkušenostního hlediska to vypadá, že čisté perpetuum mobile, je jen abstraktní idealizace, kterou nelze nikdy dokonale realizovat, což je možné formulovat jako axiom nedokonalosti. Tření a "kazy" způsobující, že každé perpetuum se jednou zastaví, existují vždy. Což je jen důsledek obecnějšího axiomu neexistence nekonečna. (Všimněme si, že i zákony zachování, zákon setrvačnosti jsou "jen" zkušenostní axiomy.)

To ale vrhá podezření i na všechny kvantové (i jiné) procesy, jako spin částic, "časové krystaly", zákony zachování, atd., které zřejmě nejsou v čisté "bezztrátové" podobě, která se nikdy nemění, nikdy realizovány. A jestliže nám přijde, že se něco může samo pohybovat stále, je to jen proto, že ty ztráty jsou tak malé, že jsme je ještě nezaznamenali. A nebo je odněkud dodávána energie, která není hned patrná (u kvantových procesů by to mohla být třeba temná energie).

Ale je-li tomu tak, pak nikde žádné dokonalé perpetuum neexistuje a nikdy existovat nebude.

Autor: Jan Fikáček | neděle 2.4.2017 17:03 | karma článku: 38.62 | přečteno: 3169x

Další články blogera

Jan Fikáček

Jsme mrchožrouti nekonečna

Nekonečno znamená snad pro všechny lidi tajemno a ztělesnění vědy. Proto možná některé překvapí, že ty nejzásadnější vědecké objevy nemohou vznikat jinak, než že nějaké, do té doby samozřejmé nekonečno, zničí.

25.7.2017 v 9:07 | Karma článku: 28.89 | Přečteno: 569 | Diskuse

Jan Fikáček

Kvantová mechanika, nekonečno a bůh

Říkáte si, co mají tyto tři věci společného? Všechny v nás svou tajemností a nepochopitelností vzbuzují posvátnou úctu. Také nám ale zatemňují rozum. Fascinují nás jako světlo fascinuje můry a je na čase se z jejich vlivu vymanit.

13.7.2017 v 9:04 | Karma článku: 32.58 | Přečteno: 1047 | Diskuse

Jan Fikáček

Cestující metra jako kvantové vakuum

Kvantová mechanika je pro většinu lidí nepochopitelná tajemná sféra. Přitom se dá pochopit celkem lehce. I v našem běžném životě můžeme pozorovat jevy, které snadno chápeme, a přesto jsou názornou metaforou kvantového chování.

9.5.2017 v 9:07 | Karma článku: 34.63 | Přečteno: 1251 | Diskuse

Jan Fikáček

Teorie Všeho jako filosofie mrtvá už při narození

Geniální fyzik na vozíčku, Stephen Hawking, se ve své knize Velkolepý plán snaží načrtnout obrysy tzv. teorie všeho. Otázkou ale je, je-li taková teorie vůbec možná, a jestli ano, co vlastně bude popisovat.

2.5.2017 v 9:07 | Karma článku: 35.05 | Přečteno: 1191 | Diskuse

Další články z rubriky Věda

Dana Tenzler

Židovská matka atomové bomby

Říkali jí „židovská matka atomové bomby“ – a to ji zlobilo. Shoda okolností ji připravila o Nobelovu cenu. Uhodnete její jméno? (délka blogu 6 min.)

17.8.2017 v 8:00 | Karma článku: 27.11 | Přečteno: 721 | Diskuse

Libor Čermák

Atomové výbuchy už v prehistorických dobách?

V srpnu si každoročně připomínáme svržení atomových bomb na Hirošimu a Nagasaki. Je ale možné, že podobné události se už na naší planetě staly někdy v dávnověku? Jsou záhady, které se tomu docela podobají.

17.8.2017 v 5:53 | Karma článku: 23.93 | Přečteno: 908 |

Irena Maura Aghová

Vzdělanost: O výuce dějin

Není mnoho lidí, kteří by se rádi učili dějiny. Jsou důležité? Co nám vlastně říkají a rozumíme jim opravdu? O tom tento článek.

17.8.2017 v 3:49 | Karma článku: 8.35 | Přečteno: 240 | Diskuse

Zdenek Slanina

U jurty seděla dívka - Richarda Feynmana cesta poslední

Richard Feynman, Nobelista za fyziku z r. 1965, i jeden z prvních, kdo uvažovali o nanotechnologiích, vtipný glosátor vztahů vědy a společnosti, měl jeden sen, který si už splnit nestihl.

14.8.2017 v 22:03 | Karma článku: 14.59 | Přečteno: 374 |

Dana Tenzler

Záhadný Sírius – bílá hvězda a bílý trpaslík

Řídí se podle ní i náš dnešní kalendář. Je naším nejbližším a nejlépe prozkoumaným bílým trpaslíkem. Psí hvězda fascinovala už starověké hvězdáře. Fascinovat bude i v budoucnu. (délka blogu 8 min.)

14.8.2017 v 8:00 | Karma článku: 23.40 | Přečteno: 466 | Diskuse
Počet článků 56 Celková karma 0.00 Průměrná čtenost 1833

Vystudoval chemii, kybernetiku a teorii systémů. Roky vyučoval filosofii fyziky a filosofii virtuální reality na PřF a MFF UK v Praze. Pracoval jako evropský expert pro "Future and Emerging Technologies". V letech 1991-7 byl předsedou společnosti Mensa ČR (lidé s IQ nad 148 (US norma)), zakladatelem a předsedou Einsteinovy společnosti (IQ nad 180). Více informací zde.

Seznam rubrik

Napište mi

Vzkaz autorovi


Zbývá 1000 znaků.


Toto opatření slouží jako ochrana proti webovým robotům.
Při zapnutém javaskriptu se pole vyplní automaticky.


více


Najdete na iDNES.cz

mobilní verze
© 1999–2017 MAFRA, a. s., a dodavatelé Profimedia, Reuters, ČTK, AP. Jakékoliv užití obsahu včetně převzetí, šíření či dalšího zpřístupňování článků a fotografií je bez souhlasu MAFRA, a. s., zakázáno. Provozovatelem serveru iDNES.cz je MAFRA, a. s., se sídlem
Karla Engliše 519/11, 150 00 Praha 5, IČ: 45313351, zapsaná v obchodním rejstříku vedeném Městským soudem v Praze, oddíl B, vložka 1328. Vydavatelství MAFRA, a. s., je členem koncernu AGROFERT.