Ital v 17. století, badatel Galilei, Livio Burattini, navrhl použít kyvadlo, které bije sekundu, jako jednotku měření délky a pojmenovat ji metr, od slova μέτρο, což v řečtině znamená „měřítko“. Dnes používáme rychlost světla, avšak k tomu, abychom se k tomu dostali, jsme museli projít francouzskou revolucí za účelem nalezení mezinárodní shody.
Článek vyšel v newsletteru vědy a inovací One More Thing od Massima Sideriho. Pro přihlášení klikněte zde.
Kdo vynalezl „metr“?
Na tuto otázku existuje překvapivě jednoduchá odpověď: metr pochází z řeckého μέτρο, což znamená „měřítko“ a byl navržen jako termín pro označení referenční jednotky měření v roce 1675 Tito Livio Burattinim, rodákem z Belluna, v textu Misura Universale.
Livio Burattini je typický neviditelný génius italské vědecké historie, jeden z těch, které potkala „Eustachio syndrom“, tedy chronické zapomínání, jemuž my Italové věnujeme mnoho průkopníků, inovátorů a velkých vědců, které jsme zapomněli na prachu historie. Žil v 17. století, které bylo obdobím velkých kulturních a vědeckých změn. Livio Burattini byl egyptolog, který strávil roky měřením obelisků, což nebylo v té době jednoduché. Po této zkušenosti se přestěhoval do Polska, kde v Krakově navázal kontakt se Stanislawem Pudlowským, jedním z Galileo Galileiho žáků. Tento detail, jak uvidíme, je důležitý, protože ovlivní vědeckou činnost Livio Burattiniho od této chvíle.
Vědec z Belluna (1617–1681) se také zabýval myšlenkou na létající stroj, zatímco v galilejském muzeu se nachází „přidávačka“ na mince, kterou Livio Burattini daroval Ferdinandu II. de‘ Medici. Nicméně se nejednalo o jeho vlastní vynález, jak se občas tvrdí. A vůbec, i když byl plodný vynálezce, neměl právo na vynález kalkulačky, která zůstala Pascalovi pro známou „pascalinu“.
Bellunese se věnoval také čočkám a optice a tedy astronomii. Dále Burattini, specializující se na Galileiho díla, navrhl jméno metr jako délku kyvadla, které bije sekundu.
Abychom pochopili smysl této nečekané vazby mezi jednotkami prostoru a času, musíme si připomenout, že to byl Galilei, kdo zjistil fenomén izochronismu kyvadla, čímž vyřešil dlouhotrvající hádanku pro vědu, totiž nedostatek spolehlivosti a přesnosti hodin.
Pro pohodlí čtenářům této rubriky zde reprodukuji pět článků, které jsem věnoval příběhu o měření času a sekundy, abych se pokusil rekonstrukčně přiblížit tisíciletému rebusu vyřešenému díky technologii, která vznikla mezi severním Itálií a jižním Německem. Není náhodou, že tyto dvě geografické oblasti jsou dodnes rozpoznatelné podle hodinových věží, a že ve městech jako Milan se stále nachází historickou ulici delle ore (nazvanou tak od středověku, protože procházením touto křivolakou ulicí kousek od Duoma bylo slyšet zvony, které v třináctém století ustanovil Azzone Visconti pro Kostel svatého Gottharda, což byl automatický mechanismus, který signalizoval hodiny dne s odpovídajícím počtem úderů zvonu od jedné do dvaceti čtyř). Technologické překvapení bylo takové, že se čtvrť stala oblastí hodin, což lze dosud sledovat v ulici delle ore, která je pokračováním dnešní ulice Pecorari, kde se nachází svatý Gotthard.
- Kdo vynalezl moderní hodiny? Galilei, pro měření rychlosti světla (i když se mu to nepodařilo),
- Ostrov předchozího dne od Umberta Eca a dilema longitudu. Tak britské námořnictvo vynalezlo „globalizaci“,
- Chyba „New York Times“ z roku 1909, která přivedla norského Amundsena (s malou lží a hodinami) k dobytí jižního pólu,
- Zde jsou hodiny, které dokázaly Einsteinovu relativitu (a které každý den používáme při cestování s Google Maps).
- Od Degasových dostihových koní po rozpuštěné hodiny Dalího: čas tak urychlil naši společnost od umění a zábavy.
Jako zajímavost, velký historik ekonomie Carlo M. Cipolla klade vznik prvních hodinářských řemeslníků – evoluce výrobců bombard a děl, kteří se naučili přesně zpracovávat kovy – do kontextu vzniku evropského průmyslu přesné mechaniky (bibliografická reference: Stroj času: Hodiny a společnost 1300-1700).
Časová posloupnost nyní umožňuje vrátit se k výchozí otázce: Livio Burattini, který navázal kontakt s Galileovými studiemi o kyvadle, se snažil tuto zásadní objev využít k tomu, aby poskytl „univerzální“ metodu pro měření metru kdekoli na světě. Odtud název jeho traktátu: Misura universale. Jinými slovy, tento vědec z Belluna doporučoval každému, kdo se nacházel v jakémkoli bodě světa, používat kyvadlo bijící sekundu, aby přesně změřil jeden metr podle jeho délky.
Genialní systém.
Ale nefungoval: ačkoli Galilei neměl možnost skutečně to vyzkoušet, izochronismus kyvadla závisí nejen na jeho délce, ale také na gravitaci, která není rovnoměrná. Mění se v závislosti na nadmořské výšce a zeměpisné šířce. Jinými slovy, je jiná, pokud se nacházíte v Paříži, nebo blízko rovníku.
Tento aspekt dokázal Christiaan Huygens (v podstatě vědec, který aplikoval izochronismus kyvadla na vyvažování hodin, což je technologie, která stále umožňuje miniaturizaci a přesnost) a ukázal, že dvě stejná kyvadla mezi Paříží a Cayennou, ve francouzské Guayaně, se liší o dvě minuty každých 24 hodin.
Ve skutečnosti gravitace je také ovlivněna vertikálními koncentracemi země, jako jsou hory v našem okolí, protože všechny hmoty mají svou gravitaci (i naše těla produkují gravitaci, i když je to jasně nepostřehnutelné). To se však objevilo až mnohem později, zejména s jedním slavným historickým případem: pokus o určení Mason-Dixonovy linie k vyřešení geografických sporů mezi Pennsylvanií a Marylandem. Pro zvědavé jsem o tom hovořil zde: Vědecká historie Pennsylvánie, jehla prezidentství: zde se zrodila „GPS před literárními nálezy“, které osvobodily otroky.
Každopádně Livio Burattini nevyřešil rebus metru, který bije sekundu (nebo kyvadlo, které bije sekundu a má délku jednoho metru). Protože navzdory tomuto geniálnímu, ale neúčinnému pokusu o spojení dvou mezinárodních jednotek, jednotka, nazývaná Burattinim metr, a sekunda měly ve svém větším rozsahu většinou paralelní životy.
Od roku 1983 metr není více definován fyzickým vzorkem, jako je platinovo-iridiová tyč (zavedena v roce 1889), ale byl přehodnocen jako vzdálenost, kterou světlo urazí ve vakuu během časového intervalu 1/299.792.458 sekundy. O tom víme, že rychlost světla ve vakuu je konstantní (c ve slavné Einsteinově rovnici o energii a hmotnosti) a je 299.792,458 km za sekundu. Tedy 299.792.458 metrů za sekundu. Dělením jedné sekundy číslem 299.792.458 dostáváme čas, který světlu trvá, aby vyplnilo naši délku jednoho metru.
Méně známo, že před světlem a ještě před fyzickou tyčí vzorku metru byla metrologická revoluce ovlivněna také francouzskou revolucí: 26. března 1791 byl metr definován Národním shromážděním jako desetimiliontina úseku poledníku, který od severního pólu prochází k rovníku. Byl to, spolu s pokusem Livia Burattiniho, jeden z předchůdců globalizace, totiž snahy mít nepochybné univerzální měření pro všechny (i když ve skutečnosti prvotní rozhodnutí roztrhlo sekulární práci diplomacie metru, protože anglosasové nebyli jistě spokojeni s francouzsky centristickým přístupem Francouzů). Francouzská velkolepost skutečně přidala jedno antiscientific: tento poledník měl procházet Paříží. Škoda, že všechny poledníky jsou stejné. Dává tedy možnost projít kdekoli. Ale to nebyl problém; také zde se definici založila na chybném předpokladu, a to, že poledníky měly mít 20 000 km (poušť na kulatá čísla). Jak se ukáže, to nebylo přesné měření: poledníky skutečně mají 20.004,5 km. Tedy úsilí (od antiky) o spojení mezinárodního referenčního bodu s fyzickým prvkem Země se ukázalo ve skutečnosti marné. Ale zázračně, metr revoluce byl celkem blízko také metru, které bije sekundu podle Livio Burattiniho. Nebo jsme se alespoň chtěli přesvědčit po tak složitém hře osudu.
