Ital s 17. století, student Galilea jménem Livio Burattini, navrhl používat kyvadlo, které odměřuje sekundu, jako jednotku délky, nazvanou metr, pocházející z řeckého slova μέτρο, které znamená měření. Dnes používáme rychlost světla, avšak museli jsme projít francouzskou revolucí, abychom nalezli mezinárodní dohodu.

Tento článek vyšel v newsletteru vědy a inovací One More Thing od Massima Sideriho. Pro registraci klikněte zde.

Kdo vynalezl „metr“?

Odpověď na tuto otázku je překvapivě jednoduchá: metr pochází z řeckého slova μέτρο, které znamená měření, a byl navržen jako termín pro označení referenční jednotky měření v roce 1675 Tito Liviem Burattinim z Belluna v jeho textu Misura Universale.

Livio Burattini je typickým neviditelným géniem italské vědecké historie, jedním z těch, kteří trpí „Eustachiovou syndromem“, chronickým zapomněním, kterému my Italové vystavujeme mnoho průkopníků, inovátorů a velkých vědců, jež jsme nechali zapadnout prachem historie. Žil v době velkých kulturních a vědeckých změn, Burattini byl egyptolog, který strávil roky měřením obelisků, což bylo v té době rozhodně náročným podnikem. Po této zkušenosti se přestěhoval do Polska, kde se v Krakově setkal se Stanislavem Pudlowskim, žákem Galilea Galileiho. Tento detail, jak uvidíme, je důležitý, protože ovlivní vědeckou činnost Livio Burattiniho od té doby.

Vědec z Belluna a jeho vynálezy

Scientista Livio Burattini (1617-1681) se také pokusil vymyslet letající stroj, zatímco v galilejském muzeu se nachází „počítací stroj“ na mince, který Burattini daroval Ferdinandu II. de‘ Medici. Nicméně ani v tomto případě se nejednalo o jeho vynález, ačkoliv byl produktivním tvůrcem. Každopádně, patent na kalkulačku patří Pascalovi díky známé „pascalině“. Burattini se věnoval také čočkám a optice, a tím pádem i astronomii. Specializoval se na práce Galilea a navrhl název metr pro délku kyvadla, které udává sekundu.

Galileiho objev a jeho význam

Abychom pochopili nečekané spojení mezi jednotkami prostoru a času, je důležité připomenout, že to byl Galilei, kdo objevil jev izochronismu kyvadla, čímž vyřešil dvoustovkový rébus týkající se spolehlivosti a přesnosti hodin.

Pro pohodlí čtenářů jsem zde uvedl pět částí, které jsem věnoval historii měření času a sekundy, abych se pokusil zrekonstruovat tisíciletý rébus, který byl vyřešen technologií vzniklou mezi severem Itálie a jihem Německa. Není náhodou, že tyto dvě geografické oblasti jsou dodnes znatelné díky hodinovým věžím a že v městech jako Milán stále existuje historická ulice delle ore (ulice hodin), nazvaná tak od středověku, protože procházením touto klikatou ulicí blízko katedrály bylo možné slyšet zvonění hodin, které Azzone Visconti nechal v třináctém století pro kostel svatého Gottharda. Jednalo se o automatický mechanismus, který signalizoval, s odpovídajícími údery zvonu, každou hodinu od jedné do dvaceti čtyř. Technologický zázrak byl tak ohromující, že čtvrť se stala kontradou hodin, z čehož dodnes existuje stopa v ulici delle ore, která je pokračováním dnešní ulice Pecorari, kde stojí svatý Gotthard).

1. Kdo vynalezl moderní hodiny? Galilei, aby změřil rychlost světla (i když se mu to nepodařilo).
2. Ostrov předchozího dne od Umberta Eca a dilema s longitudou. Tak anglické námořnictvo vynalezlo „globalizaci“.
3. Chyba „New York Times“ z roku 1909, která přivedla Nory Amundsena (s malou lží a jedním hodinami) k dobytí jižního pólu.
4. Toto jsou hodiny, které dokázaly Einsteinovu relativitu (a které používáme každý den, když cestujeme například s Google Maps).
5. Od koní na závodišti Degase k tání hodin Dalího: tak čas urychlil naši společnost, přecházejíc z umění na zábavu.

Pro zajímavost, velký historik ekonomie Carlo M. Cipolla datuje vznik první řemeslné výroby hodin – evoluci výrobce bomb a děl, kteří se naučili přesně zpracovávat kovy – k počátku evropského průmyslu přesné mechaniky (bibliografická reference: Le macchine del tempo. L’orologio e la società. 1300-1700).

Burattini a univerzální měření

Časová posloupnost nás nyní vrací k původní otázce: Livio Burattini, který se setkal se studiemi Galilea o kyvadle, se pokusil tuto zásadní objevenou skutečnost použít k vytvoření „univerzálního“ systému měření metru, kdekoliv by se nacházel. Odtud také název jeho traktátu: Misura universale. Zjednodušeně řečeno, vědec z Belluna doporučoval každému, kdo by se ocitl na jakémkoli místě na světě, aby používal kyvadlo udávající sekundu k tomu, aby mírou jeho délky definoval metr.

Byl to geniální systém.

Pokud by nefungoval: i když Galilei neměl možnost to experimentálně ověřit, izochronismus kyvadla závisí nejen na jeho délce, ale také na gravitaci, která není uniformní. Mění se podle nadmořské výšky a zeměpisné šířky. Jinými slovy, je odlišná, pokud se nacházíte v Paříži nebo blízko rovníku.

To byl Christiaan Huygens (v podstatě vědec, který aplikoval izochronismus kyvadla na vyvažovač hodin, technologii, která umožňuje jejich miniaturizaci a přesnost dodnes) kdo dokázal, že dvě stejná kyvadla mezi Paříží a Cayennou ve francouzské Guayaně se každých 24 hodin liší o dvě minuty.

Ve skutečnosti je gravitace ovlivněna také vertikálními koncentracemi země, jako jsou hory v našich blízkostech, protože všechny hmoty mají svou vlastní gravitaci (i naše těla ji produkují, i když je přirozeně nepostřehnutelná). Ale to bychom zjistili až mnohem později, zejména v jednom slavném historickém případu: pokus určující Mason-Dixonovu linii k vyřešení geografických sporů mezi Pennsylvanií a Marylandem. Pro zvědavé jsem o tom hovořil zde: Vědecká historie Pennsylvanie, jehla prezidentských voleb: zde se zrodil „GPS ante litteram“, který osvobodil otroky.

Burattini a moderní metr

Každopádně Livio Burattini nevyřešil rébus metru, které udává sekundu (nebo kyvadla, které udává sekundu, a to je dlouhé metr). Protože i když se pokusil geniálním, ale neúčinným způsobem spojit dvě mezinárodní jednotky měření, jednotka, od té doby nazývaná metr, a sekunda měly téměř paralelní životy.

Od roku 1983 není metr definován pomocí fyzického vzoru, jako je platino-iridiová tyč (zavedená v roce 1889), ale byl přehodnocen jako vzdálenost, kterou světlo urazí ve vakuu během intervalu jednoho 1/299.792.458 sekundy. Vskutku víme, že ve vakuu je maximální rychlost světla konstantní (c ve slavném Einsteinově vzorci o energii a hmotě) a je rovna 299.792,458 km za sekundu. Takže 299.792.458 metrů za sekundu. Pokud rozdělíme jednu sekundu na 299.782.458, získáme čas, který světlo potřebuje k zaplnění našeho metru.

Je méně známo, že před světlem a ještě před fyzickou tyčí měřícího vzoru byla metrologická revoluce dotčena také francouzskou revolucí: 26. března 1791 byl metr definován Národním shromážděním jako desetimiliontina oblouku poledníku, který vedl od severního pólu k rovníku. To bylo, spolu s pokusem Livia Burattiniho, jedním z předchůdců globalizace, tedy pokusem o zavedení univerzálních nepochybných měřítek pro všechny (ačkoliv původně toto rozhodnutí porušilo sekulární práci diplomacie metru, protože anglosasové nesouhlasili s francouzskou centričností Francouzů). Francouzská grandeur nám vskutku přidala jeden antiscientific detail: že tento oblouk poledníku měl procházet Paříží. I když i meridiány jsou v zásadě stejné. Takže mohou procházet kdekoliv. Jen to nebyl problém: i zde byla definice založena na mylné víře, že meridiány mají délku 20 000 km (sázel se na zaokrouhlené číslo). Jak se však ukáže, nešlo o přesné měření: meridiány mají ve skutečnosti délku 20.004,5 km. Takže úsilí, které bylo vynaloženo (už od starověku) na spojení mezinárodního odkazu s fyzickým prvkem Země, se ukázalo být marné. Ale zázračně se metr francouzské revoluce přibližuje celkem dobře i metru, které udává sekundu podle Livia Burattiniho. Nebo jsme si to možná chtěli namluvit po tak složitém osudu.