Kterak Sisyfos na fantastický objev přišel

Jak bylo již dříve řečeno, zhruba měsíc od chvíle, kdy se v distribuci ocitla moje publikace Rei­chenba­chovo světlo, se objevil na webu Čes­kého klubu skeptiků Sisyfos zajímavý člá­nek "Rei­chen­bachův ód a Wágnerova výzva" docenta RNDr. Čeňka Zlatníka CSc., jinak též 1. místopřed­sedy klubu Sisyfos, který zde k objasňování Reichenbachova světla podotýká: „Karel Wágner nabízí k úvaze jisté známé anomá­lie vnímání nebo - což pokládá za reálnější a vě­nuje tomu více místa - zviditelnění elektromagne­tického záření nízkých frekvencí, které vysílá nad absolutní nulou každá látka. To by znamenalo nalézt dosud neznámé funkce známých smyslových receptorů nebo objevit receptory nové. To vy­hlíží nadějně, ale je tu podle mého zádrhel. Naše ži­votní prostředí má ob­vykle nižší teplotu než tělo. Podle druhé věty termodynamiky nemohou ener­getická kvanta samo­volně přecházet z chladnějších předmětů na teplejší smyslové receptory. Temná komora je temná a nelze se v ní jen tak rozhlížet“ (Čeněk Zlatník - Reichenbachův ód a Wágnerova výzva. Web Si­syfos, 26.04.2011).  

Samozřejmě mi to nedalo a v internetové korespondenci jsem se snažil docenta Zlatníka upozornit na rozporuplnost jeho výroku, který prošel redakční radou webu Českého klubu skeptiků Sisyfos. Pan docent mi však odepsal: „V prostředí tepelné rovnováhy se v principu nemohou šířit žádné informace, není tedy možné vidění, slyšení atd. To je důsledek oné Druhé věty. Prostředí vlahé letní noci je daleko od ideálu rovnováhy a tak se lze tu rozhlížet termokamerou nebo očima sovy. Temná komora má k tepelné rovnováze blíže. Pokud by se tam oko či kamera "rozhlížely", byl by to fantastický objev.“                 

Je pravda, že všechny lidské receptory, tedy i tzv. exteroreceptory (což jsou vlastně buňky spe­cia­lizované na přeměnu určitého typu vnějšího podnětu v elektrické či chemické signály) mají stá­lou teplotu na­šeho těla. Stálou tělesnou teplotu si udržují savci a ptáci, naproti tomu studenokrevní ži­vočichové (ryby, plazi a červi) svoji teplotu přizpůsobují teplotě okolí. Stálou teplotu, nezávisle na vnějších i vnitřních podmínkách, si udržuje tělo vlastní termoregulací, řízenou pod­věskem mozko­vým, tedy hypothalamem, který můžeme přirovnat k termostatu řídícímu jak sdílení tepla s okolím fyzikální termo­regulací, tak i vývin tepla chemickou termoregulací, přičemž fyzikální termoregulace ovládá teplotu pokožky a řídí intenzitu pocení.

Tak má zdravý člověk téměř konstantní tělesnou teplotu 36,5 °C, která se nemění ani při velkých změnách teploty okolí, ani při velmi dife­rencované svalové činnosti. A jak říkají odborníci na danou problematiku, životní procesy v lidském organismu jsou prová­zeny vývinem tepla, tedy tepelnou produkcí člověka, která závisí především na intenzitě činnosti člověka a na jeho hmotnosti. Podle základních poznatků z termomechaniky musí vzniklé teplo člo­věku od­vádět prostředí, které jej ob­klopuje, a musí být dosaženo tepelné rovnováhy mezi produkcí tepla tělem a jeho odvodem okol­ním prostředím, někdy též označované za tepelný komfort či te­pelnou neutralitu. Subjektivním po­citem tepelné pohody (tepelným komfortem, tepelnou neutrali­tou) ozna­čujeme stav, při kterém je dosaženo tepelné rovnováhy člověka, kdy prostředí odebírá tělu tepel­nou produkci bez nadměr­ného pocení (při tzv. suchém pocení). Je obecně známo, že te­pelný komfort člověka není dán pouhou teplotou vzduchu, ale též teplotou stěn a předmětů v daném prostoru, rychlostí prou­dění vzduchu, tepelným odporem oděvu, vlhkostí vzduchu a akti­vitou dotyčného jedince.

Sdílení tepla mezi lidským tělem a prostředím probíhá těmito základními způsoby: prouděním (konvekcí z povrchu těla do okolního vzduchu), sáláním (radiací z povrchu těla na okolní předměty a stěny), vedením (kondukcí na dotykové plochy). Navíc má tělo možnost sdílet teplo odpařováním (evaporací) potu na povrchu kůže, ohřevem vdechovaného vzduchu v plících a odparem vody v plí­cích, spojeným s vlhčením vzduchu při dýchání. Ve výpočtech sdílení tepla se pak zavádí tzv. účinná teplota okolních ploch, kterou je myšlena společná teplota stěn a předmětů obklopujících člověka, při které se sáláním sdílí stejné teplo jako ve skutečnosti. Poměr sálání pak například udává, jaká že část tepelného toku vysílaného určitou plochou nějakého objektu dopadá na povrch lidského těla v závislosti na vzdálenosti, vzájemné poloze, rozměrech těla i sálající plochy.                  

Ovšem nakolik má temná komora, ve které sedí pokusná osoba, k docentem Zlatníkem zmiňova­nému „prostředí tepelné rovnováhy“ blízko? Popravdě řečeno, temná komora, i když představuje uzavřený prostor, se v žádném případě nepodobá „prostředí te­pelné rovnováhy“, kde se „v principu nemohou šířit žádné informace, není tedy možné vidění, sly­šení atd“. Vždyť jak se o tom může doslova „na vlastní oči a uši“ přesvěd­čit každý návštěvník docela obyčejné fotokomory, adekvátní Raichenba­chovým temným komo­rám, v hluboké tmě ta­kovýchto komor velice dobře slyším (dokonce lépe než za běžných podmí­nek v otevřeném pro­storu) všechny výraznější zvuky, také zde zcela zřetelně vidím po adap­taci zraku na tmu světélko, které vydává (za výše vzpomínané „vlahé letní noci“ polapená) světluška coby exotermní živočich, jehož teplota krve závisí na teplotě vnějšího prostředí, proto také její klidová teplota v prostředí temné komory o teplotě 22°C v žádném případě nemůže dosáhnout konstantní teploty 36,5 °C lidského organismu. A pokud nemáte po ruce světlušku, stačí položit v temné komoře na stůl staré hodinky s fosforeskujícím ciferníkem, neboť elektro­magnetické vlny z fosforeskujícího ciferníku, který má teplotu 22°C, dopadají na exterore­ceptory v mém oku o konstantní teplotě 36,5 °C.      

Zde je pak třeba se ještě zmínit o tom, jak bývá vyzařování látek podmíněno molekulárním pohy­bem. Neboť různé látky při dané pokojové teplotě 22°C neustále vyzařují na poněkud odlišných te­rahert­zových frekvencích, cha­rakteristických pro jejich chemické a fyzikální vlastnosti. Toto záření není ničím ji­ným než projevem chaotického pohybu, který vykonávají všechny základní částice. Dokud tato jednoduchá fyzikální skutečnost, tedy existence mikroskopického pohybu základních částic látek nebyla známa, pomá­hala si fyzika při výkladu makroskopických jevů představou „fluida“, které na­zvali fyzici teplem. A stav látek, podmíněný přítomností určitého množství tohoto fluida, nazvali teplotou. Ze setrvačnosti se i v současné době ještě někdy nazývají tyto jevy tepelné a mecha­nický pohyb, který je jejich bezprostřední příčinou, tepelným pohybem. Tyto zmatky byly od­straněny až tehdy, když moderní fyzika začala namísto o „tepelném pohybu“ hovořit jedno­duše o pohybu mole­kulárním, přičemž te­pelnou energii chápe jako kinetickou energii vnitřního po­hybu.

V případě terahertzových (THz) vln, vyzařovaných určitým objektem o teplotě 22 °C, ve skutečnosti nejde o sálavé teplo. Takovéto elektromagnetické vlny se do jisté míry po­dobají elektromagnetickým vlnám z fosforeskujícího ciferníku hodinek o stejné tep­lotě jakou má okolní prostředí (22°C), dopadajícím na naše exteroreceptory v oku, které mají kon­stantní teplotu 36,5 °C. Proto také hovoříme v případě Reichenbachova „světla“ o te­rasvětle, do­padajícím na exteroreceptory lidského organismu, ne­boť obecně platí, že v některých oblastech vědy a techniky může být světlem chápáno i elektro­magnetické zá­ření libovolné vlnové délky (nám známé viditelné světlo má rozsah cca 380 -790 THz, tedy o pouhý jeden řád vyšší než uvažované terasvětlo).                        

A v případě terahertzových kamer, schopných detekovat teravlny (jež vyzařují do svého okolí veš­keré neživé i živé objekty), používaných dnes ve větších uzavřených prostorách, tedy v letištních halách, obecně platí, že detekce terahertzových vln není podmíněna osvětlením daných prostor (navíc THz kamera např. „prohlédne“ i kouřovou clonu, která nám brání běžným způsobem našeho vní­mání vidět co je skryto v kouři). Na detekci terahertzového záření THz kamerou, která nám umož­ňuje „vidět“ objekty v THz spektru, tedy nemá vliv denní ani umělé světlo a THz kamera „vidí“ i v hluboké tmě temných komor, tak jako „vidí“ i přes nejrůznější hmotné (pro nás neprůhledné) pře­kážky. A tak se žádný „fantastický objev“ klubu Sisyfos v případě tmou komor se „rozhlí­žejících“ ka­mer nekoná.                            

Ovšem jeden ze zásadních, do­sud nepublikovaných objevů před fyzikální sekcí Českého klubu skeptiků Sisyfos se zde rýsuje: zde jim však nezbývá než experimentálně prokázat, že terahert­zová kamera v žádném případě nemůže skenovat THz vlny, jež vyzařují objekty, které jsou chlad­nější než kamera sama. O tom však já, pokud vycházím z poznatků o infračervených (IR) kame­rách, z pozice zdravého skepti­cismu silně pochybuji. Vždyť nakonec jeden z českých fyziků, speci­alizujících se na bezkontaktní měření teplot, mi před časem napsal: „Uvažujme tento příklad: mějme IR ter­mo­ka­meru a snímejme chladnou plochu. Ptejme se, zda ji uvidíme. Odpověď zní: ano uvi­díme ji.“

Samozřejmě se mohu v případě dílčí terahertzové hypotézy docela dobře mýlit, neboť jsem, jako většina z nás, toho názoru, že nikdo není neomylný. Nakonec skepticismus sám je ve svém původním významu vlastně hledáním, nazíráním, či zkoumáním a každý skutečný skeptik tak může zjistit, že neměl pravdu, přičemž dokáže chyby ve svých zveřejněných závěrech pak také veřejně přiznat. A k tomu i mne zavazuje můj umírněný skepticismus.   

Pozn.:

Tepelné vyzařování (sálání) je dominantní mechanismus šíření tepla ve vakuu, na větší vzdále­nosti též v prostoru vyplněném plynem, tedy i vzduchem. Oproti tomu v pevných látkách se teplo šíří vede­ním (čím vyšší je hustota materiálu, tím vyšší je jeho tepelná vodivost). Za tepelné sálání (záření) je mnohdy označováno vyzařování celého elektromagnetického spektra. V užším slova smyslu se však sálavým teplem rozumí rozsah vlnových délek, který odpo­vídá ma­ximům elektromagnetického vyzařování teplých těles, námi pociťovaným jako teplo.