Jára Cimrman a jeho fyzikální odkaz

Vážení přátelé,

nikdo si nedovolí pochybovat o vašem odborném vzdělání, neutuchající píli či optimistickém nadšení, se kterým se snažíte předat své v některých případech i velmi obtížně nabité vědomosti z námi oblíbené fyziky naší mládeži. Nikdo vám neupírá zásluhy o rozvoj školství, o přiblížení žáků PUP běžným žákům, o přípravu školních vzdělávacích programů či dobrovolná školení, abyste mohli po několikaleté učitelské praxi úspěšně zadat písemnou maturitní zkoušku. Ale ruku na srdce: českému géniovi z přelomu 19. a 20. století se nevyrovnáte! Proto nám dovolte, abychom při této slavnostní příležitosti připomněli fyzikální odkaz Járy Cimrmana.

O Mistrových úspěších v různých vědních oborech jste byli zevrubně informováni kolegou Svěrákem a Smoljakem. Přesto zůstala široké veřejnosti zatím z velké části skryta jeho činnost učitele fyziky a vědce zabývajícího se didaktikou nejen fyziky. Jak se nám podařilo zjistit, Mistr myslel skutečně na všechny části fyziky!

V době, kdy pobýval na svém venkovském sídle právě nedaleko Náchoda, zajímala se jeho hospodyně o šíření vlny po vodě. Cimrman se proto zavřel do své světnice a přemýšlel, jak by co nejnázorněji ukázal své hospodyni, jak rychle se šíří vlna po vodě. Celou noc nespal a přemýšlel. Ráno, ihned po snídani vzal hospodyni k malému jezírku, které bylo na zahrádce a provedl svůj slavný experiment. Nemáme bohužel k dispozici jezírko - navíc přesné rozměry se nedochovaly, neboť jezírko bylo pravděpodobně vinou Mistrova známého zničeno - ale i tak můžeme experiment zrealizovat.

Poprosím kolegyni Koudelkovou o asistenci.

Jak můžete názorně vidět, Mistr dokázal odlišit i vlnění příčné od podélného (klubíčko vlny ve tvaru rotačního elipsoidu je na jedné lodičce plující po hladině vody položeno ve směru její podélné osy a na druhé ve směru příčné osy lodičky).

Po fenomenálním úspěchu tohoto experimentu byl poslán do Haliče do osady Struk, kde působil v místní škole jako učitel. Z jeho bohaté experimentální činnosti při výuce fyziky se dochoval dnes již slavný experiment, kterým dokazoval žákům nám všem známý fakt, že světlo se šíří rychleji než zvuk. Světlo bude symbolizovat zapálená svíčka (poprosím kolegyni Koudelkovou) a zvuk bude představovat zvoneček (poprosím kolegyni Lipertovou). Dámy připravte se, prosím, já experiment odstartuji: tři - dva - jedna - start!

Jak všichni názorně vidíte, světlo představované hořící svíčkou se šíří rychleji než zvuk představovaný zvonečkem.

(Z boku vyběhne Standa Gottwald s nápisem NEUTRINO, který bude držet směrem k divákům! Předběhne „nosiče světla“!)

Ale no tak, pane kolego, nemaťte zbytečně žáky! Tato hypotéza ještě není ověřena!

To je neuvěřitelné, jak ti mladí a nezkušení jsou celí hrrrr do výuky! Počkejte, až budete pár let učit!

Dalším Mistrovým přínosem - a vážení přátelé, já bych se nebál výrazu majstrštyk, byl jeho didaktický úspěch v dynamice. Poprosím o další slide … Skládání sil skutečně přineslo své výsledky - žáci látku pochopili, zlepšili svoje schopnosti a dovednosti, protrénovali si prostorový cit a paměť a v neposlední řadě si do praxe odnášeli nové klíčové kompetence, o jejichž existenci neměli někteří z nich dosud ani zdání.

Cimrmanova stavebnice - další slide, prosím - skládání sil pro malé i starší žáky se stala skutečně populární. Cimrman předložil žákům na jedné hodině obrázek sila - malým žákům dával velké, velkým malé. Velká sila se snáze skládala, zatímco u malých, která během odpoledních dozorů v jídelně, vyplňování katalogových listů a nekonečných porad nastříhal, byl problém je složit. A přitom - další slide - jak vidíte, to nebylo příliš těžké. Tedy pokud nenechal otevřené okno a průvan nezamíchal jednotlivé kousky skládání sil se vzteky roztrhaným - další slide - oběžníkem ministerstva školství.

Žáci měli tuto aktivitu velmi rádi a skládání sil jim už nikdy nedělalo problémy.

Věrka Koudelková: "No hlavně asi proto, že se s tím v praxi mockrát nepotkali …"

Cimrman, stejně jako řada velikánů před ním (Newton, Fresnel, Young, Huygens, …) zasáhl i do optiky. Kromě již předvedené ukázky, že světlo se šíří rychleji než zvuk, kterou tak nepěkně pokazil začínající učitelský elév (vrhne upřený pohled na Standu), se zabýval Cimrman také interakcí světla s prostředím. Mezi jeho slavné objevy, které byly později mnohokrát experimentálně prokázány, patří zdánlivě běžná vlastnost světla, která ovšem hraje velmi podstatnou roli v řadě jevů z praxe. Jako by už tehdy Cimrman tušil, že jeho objev bude využit např. i pro kompaktní disk, neboť v kronice osady Struk se zachovala jeho památná věta: "Doufám, že jednou mí následovníci naleznou způsob, jak uchovat mé myšlenky v kompaktní podobě i pro budoucí generace."

O fyzikální demonstraci slavného objevu poprosím opět kolegyni Koudelkovou. Světlo bude i tentokráte, stejně jako v pokaženém experimentu (opět vražedný pohled na Standu), představovat hořící svíčka. Jak můžete vidět světlo (svíčka) se po dopadu na rozhraní dvou prostředí (svíčka spadne) láme (místo zapálené svíčky se z krabice vytáhne zlomená svíčka).

Další objev Járy Cimrmana musel při kvalitě jeho mozku a vrozené Cimrmanově genialitě nutně nastat. Uvědomíme-li si, v jaké době Cimrman žil, bude snadné domyslet, jakými cestami se asi ubíraly jeho úvahy.

No dobře, připomenu vám to - to je vidět, jak dáváte pozor! Cimrman žil na přelomu 19. a 20. století, tedy v době, kdy technická revoluce byla již minulostí a kdy svět ovládala technika. Laurin a Klement již vyráběli své první motocykly, doba, kdy z jejich závodů vyjede první automobil se šípem ve znaku, se blížila. Proto není překvapující, že i Cimrman chtěl zasáhnout do vývoje tohoto, jak se zdálo, lukrativního oboru. Jeho výsledky sice nebyly závratné a v žádném případě technicky využitelné, nicméně i tento typ bádání je velmi důležitý a pro žáky velmi cenný. Někdo musí být tím, kdo řekne: "Tudy ne, přátelé …!"

Nicméně i tak se stal Cimrmanův jednodobý spalovací motor slavným a v didaktických kruzích pojmem!

Po tomto zdánlivém neúspěchu Cimrmanova fyzikální stopa na několik let mizí a on se věnuje jiným aktivitám. Nicméně jeho zájem o fyziku neklesá - naopak. Snaží se stále pochopit i nově se rozvíjející fyzikální obory 20. století, o jejichž zrod se zasloužili pánové Einstein, Schrödinger, Planck, Rutherford a další. A právě slavný experiment Ernesta Rutherforda přivedl Cimrmana na geniální myšlenku, kterou chtěl vzkřísit romantiku rušených fyzikálních pojmů. Co vedlo Rutherforda k zavedení pojmu jádro atomu, když tím z fyziky vystrnadil pudinkovou představu o atomu? Proč právě pojem jádro, když ve všech učebnicích fyziky připomíná atomové jádro spíše tablety (ukázka Věrky - má v ruce jednu tabletu šumivého prášku)? Už se chystal napsat Rutherfordovi dopis, když tu si uvědomil, že by mu mohl krásu tohoto slova ukázat tak, že dopis bude psát přímo na tabletu. Neváhal proto, a dopis skutečně na tabletu napsal (mezitím si Věrka vezme pero a tablet a začne psát "Milý pane Rutherforde, …").

Až o několik desetiletí později (přesně v roce 1959) se k podobnému tématu vrátil americký fyzik Richard Feynema ve slavné přednášce „Tam dole je spousta místa“, v níž defacto vyzval fyziky k experimentům v oblasti nanotechnologií.

Zájem o moderní fyziku přivedl Járu Cimrmana na sklonku života také k dílu Maxe Plancka. Cimrmanovo fyzikální pojednání „Přístroje a kompetence ve fyzice“ mimojité obsahuje i tuto pasáž. Cituji:

"A tak mi nezbývá než souhlasit s kolegou Plackem a jeho kvantovou hypotézou. Ve fyzice je toho skutečně kvanta. To máte jednotky, veličiny, značky, skaláry, vektory, matice a teď ta trajektorie, hmotný bod, vztažná soustava, inerciální soustava, izolovaná soustava, tuhé těleso, ideální kapalina, nesmíme zapomenout na dráhu, rychlost, zrychlení, frekvenci, poloměr, sílu, hybnost, moment sil, tlak, napětí, odpor, kapacitu, podivnost, krásu, ale také na délkové měřidlo, tachometr, akcelerometr, siloměr, tlakoměr, ampérmetr, voltmetr, ohmetr, teploměr, barometr, odměrný válec, …!"

Standa: "No já myslím, že už to stačí …"