ROZHOVOR: K čemu je termodynamika

Pokračování rozhovoru Jak se cení státní vyznamenání z 11.8.2018

Koncem září jste se stal osmdesátníkem. Jak se k vašemu životnímu jubileu postavil váš mateřský ústav, Fyzikální ústav Akademie věd ČR, v němž jste pracoval 55 let, než se s vámi letos ne příliš korektně rozešel?

Někdo si odnese desetinásobek platu, u mě by to dělalo pár desítek tisíc, což v prý statisícových odměnách a uděleném půlmiliardovém grantu by v ústavu nepředstavovalo žádnou finanční újmu. Jiný odejde s prázdnou jako teď já. I bolševické ROH bylo štědřejší a dávalo důchodcům k jubileu alespoň kytičku! V přetrvávajícím módu závisti umocněného nenávistí vůči osobě prezidenta udělujícího státní vyznamenání to vlastně není ani nic divného. Nejsem jediný, třeba vynikající herec Martin Růžek se nedočkal ani důstojného pohřbu v Národním divadle, i když v něm významně účinkoval řadu let. Na druhé straně se mi dostalo pocty na zasedání Rady města Prahy 5 nebo Vědecké rady Univerzity v Pardubicích. Západočeská univerzita mi připravila oslavu instalací 25. výstavy stovky mých fotografií – to potěší, a není to málo.

Čím si vysvětlujete to, že většího zadostiučinění se vám dostalo na univerzitách než u mateřského ústavu?

Akademie někdy představuje zvláštní poměr k výchově. Mnoho let jsem strávil desítky bezplatných hodin vysedáváním v řadě doktorských a docentských komisí, profesorských jmenovacích výborech, kde jsem účinkoval jako reprezentant Fyzikálního ústavu a za což jsem si nevysloužil ani obyčejné poděkování. To navozuje pocit, že pracovníci Akademie si neváží práce univerzit, a dokonce že jimi pohrdají. Třeba vědecký pracovník, kterého jsem prosadil k nominaci čestného univerzitního titulu dr.h.c., to odmítl jako nenáležité. Možná se zde odráží obava z toho, že by akademie mohla být přičleněna k vysokým školám, a možná to tzv. není daleko od věci. Je to i otázka respektu k historii. V řadě institucí si váží svých otců zakladatelů a jejich fotky často zdobí jejich chodby. Třeba ve Fyzikálním ústavu se nic takového nekoná, třeba osobnosti bývalých vynikajících ředitelů od Jindřicha Bačkovského po Vladimíra Dvořáka zůstaly zapomenuty – dnes každý stojí jen sám za sebe a svoji kariéru.

Ohlasy veřejnosti na naše předchozí rozhovory byly až nečekané, je z nich patrné, že lidé mají zájem o svoji znalostní budoucnost, tj. o vývoj vědy a školství. Jak byste zareagoval na časté dotazy, zdali tam vložené finance jsou efektivní a jestli Akademie věd není jen přežitkem období budování socialismu osmdesátých let?

Během své vědecké kariéry jsem byl loajálním zastáncem existence akademie, a dokonce jsem publikoval články poukazující na nebezpečí tlaku lobbistů na její miliardový majetek budov v centru Prahy. V poslední době jsem svůj názor trošku zrevidoval i na základě zkušenosti třeba s předsedkyní komise pro etiku vědecké práce. Je sice uznávanou odbornicí na domovní znamení, ale v mém případu stížnosti se věnovala podružným gramatickým chybám a datovým nesrovnalostem obsaženým v mém dopise a záměrně se vyhnula tomu zabývat se podstatou věci, tj. etikou přerušení mé vědecké práce v okamžiku tvůrčí vědecké činnosti jako trest za přijetí státního vyznamenání z rukou prezidenta Zemana. Bohužel formální postoj lze vyčíst i z práce ostatních komisí, což možná poukazuje přímo na letitý neduh práce kanceláře akademie, která spolkne velkou část peněz určených na výzkum, a přitom se chová macešsky k potřebám vlastních výzkumníků a někdy kryje i politické kauzy. Pak se daňový poplatník oprávněně ptá, jestli financování akademie jsou opravdu dobře vynaložené peníze.

Čím byste oponoval názoru, že jako osmdesátník už máte kariéru za sebou, že už nic vědě nepřinesete, a tak se vás Fyzikální ústav ve vašem věku zbavil oprávněně?

V letošním roce jsem měl dvě pozvání na plenární konferenční přednášky v oblasti termodynamiky nanomateriálů a dva obdobné přísliby mám pro příští rok. Kromě toho mám čtyři přijaté články ve třech impaktovaných časopisech pojednávající jak o entropii a fragilitě skel, citovatelnosti, tak o ignoranci Newtonova ochlazovacího zákona v moderní teorii termofyzikálních měření. To není zanedbatelný výsledek, který ani ve Fyzikálním ústavu není obvyklý a kde Newtona lze těžko podezírat, že není fyzikem. Věda se skládá z mnoha malých krůčků potřebných k řešení zásadních věcí a nikdo předem neví, který z nich může znamenat významné vykročení. Proto není záležitostí ředitelů si uzurpovat právo absolutistického hodnotitele, to je pak teritorium politiky, a ve vědě to je dokonce škodlivé. To je třeba případ politického rozhodnutí ředitele nepředložit moji trilogii knih publikovaných světovým nakladatelstvím Springer k ocenění akademie, i když by to mohlo přispět k lepšímu ohodnocení ústavu.

Profesoru Jaroslavu Šestákovi připravila Západočeská univerzita v Plzni výstavu stovky jeho fotografií

V čem je váš obor termodynamika tak důležitý?

Termodynamika je obor fyziky, který se zabývá procesy a vlastnostmi látek a polí spojených s teplem a tepelnými jevy, které třeba v roce 1908 popsal Čeněk Strouhal v knize „Termika“. Historicky byly základy vedeny touhou zvýšit efektivitu prvních parních strojů, čímž se zabývala klíčová práce francouzského fyzika Sadiho Carnota „Úvahy o hybné síle ohně“ z roku 1824. Přinesla nadstavbu zákona zachování mechanické energie aplikované obecně na energie a popsané třemi termodynamickými větami. Nejdůležitější je uvědomění, že vždy existuje snaha systému dosáhnout stability, a pokud existuje mimo ni, něco to stojí, a to tím víc, čím je jeho nerovnovážný stav komplikovanější. Pro všední praxi to znamená se třeba zajímat o výměnu tepla svého obydlí s cílem utratit co nejméně peněz za topení v rámci popisu interakcí s okolím, tj. s bytovými sousedy, budovou, počasím a tak dále.

Má termodynamika nějaký obecnější dopad na lidské konání?

V termodynamice procesů je stěžejním parametrem teplota a cílem je dosáhnout minima energie. V lidské společnosti to můžeme nahradit tolerancí (T) a snahou dosažení maximální spokojenosti. V ekonomice pak vlastnictvím a úsilím o dosažení největší prosperity. Nejznámějším příkladem je tradiční čtyřdobý cyklus aplikovaný na obecný druh výrobního procesu popsaného v termodynamice Carnotem, tj. ve smyslu: vyrábět levně a prodávat draho. Carnotův cyklus je vlastně ideální proces, který byl původně používán k vysvětlení práce parního stroje a následně i spalovacích motorů pracujících v nekonečně se opakujících taktech: nasát, stlačit, detonací expandovat a vyfouknout. Shodně s Carnotem lze i peněžní chod v kapitalismu popsat v následovném cyklu: vyrábět na levnějším trhu (nižší T) a prodávat na bohatším trhu (vyšší T), tj. nasbírej a získej hodně, ale vynalož a plať málo. Produkční a peněžní okruhy nyní závisejí na výrobních a hodnotových faktorech a smysl termodynamické Carnotovy entropie pak odpovídá distribuci nebo prodeji produktů. Takže termodynamika nás může provázet všude od ekonomie až třeba po vojenství, jak jsem popsal v řadě svých kapitol s názvem „Termodynamika a společnost – zákony versus pocity“.

Vím, že jste aplikoval termodynamiku i na počasí a napsal na toto téma několik článků. Jak je to tedy s oteplováním naší planety?

Historická meteorologie ukazuje, že zimy byly značně tuhé, kdy sníh padal dokonce i v létě (1371, 1407, 1524, 1607), a naopak kdy byla parná léta a zimy poskytující i dvojí sklizeň (1420, 1470, 1561, 1660). V roce 1929 dokonce padla naše vláda v důsledku extrémních mrazů. V období 1400–1800 byla průměrná roční teplota v porovnání s dneškem nižší asi o 1,5 °C a nazývá se „malá doba ledová“, zatímco v letech 1910–1940 došlo ke globálnímu oteplování. Za to může příroda sama, jako je poloha Země vůči Slunci, její asymetrická rotace a právě termodynamika ovzduší. Jak se Země otepluje, saturační tlak vodní páry se exponenciálně zvyšuje s teplotou (Clausius-Clapeyron 1850), a tím i zvyšuje koncentraci vodní páry, čímž se zesiluje tzv. skleníkový efekt. Nadměrná saturace vodní páry ale vede ke kondenzaci a tvorbě oblaků, což zvyšuje jejich odrazivost („albedo“), a tím se skleníkový efekt upravuje. Je zřejmé, že planeta má své přirozené regulátory, které jsou mocnější než člověk. Stává se ale přelidněnou a přetechnizovanou, což následně přispívá k nárůstu jak koncentrace CO_{2 ,} tak skleníkovému efektu. Samotný oxid uhličitý ale nemusí vyvolávat oteplování, protože historická data ukazují, že právě změna teploty vždy předcházela zvyšování CO₂. Mnohem horší je zaneřádění planety odpadky a ovzduší mikročásticemi. My všichni lpíme na svém luxusním životě a zároveň žádáme, aby náš luxusní život byl zachován, ale chceme, aby spojená rizika vzal na sebe někdo jiný a hlavně udělal zázraky za nás. Je zřejmé, že intenzivní změny klimatu byly a budou a že 

Vedení Fyzikálního ústavu Akademie věd vaše práce v termodynamice jaksi podceňuje, ale přitom je organizátorem konferencí „Frontiers of Quantum and Mesoscopic Thermodynamics“, kde posloužil prezident Miloš Zeman jako záštita. Jak to jde spolu dohromady?naši předkové se s tím vyrovnali, a historie ukáže, jak se s tím poperou naši vnuci.

Právě tyto konference ukazují, jakou má termodynamika ve světě obecnou vážnost a aplikovatelnost v nejrůznějších oborech fyziky, od astrofyziky, makroskopických jevů až po nanomateriály a kvantovou mechaniku. Setkávají se zde vědecké osobnosti včetně nositelů Nobelových cen, a konference tak přispívá k rozšiřování dobrého jména české vědy. Je pravidelně organizována skupinou nadšenců a poukazuje na to, že i společnost ve Fyzikálním ústavu je rozpolcená na ty, kteří respektují osobnost prezidenta, a na ty, kteří ho bohužel nemusejí, což by ale apolitickou vědu nemělo zasahovat, zejména pak rozhodování samotného ředitele.

Jste absolventem Vysoké školy chemicko-technologické, na níž jste před čtvrtstoletím získal i jmenování profesorem. Jak pohlížíte na dnešní školství?

Na svoji alma mater jsem pyšný, patřila i patří mezi ty těžší vysoké školy s velkým propadem, ale s kvalitní výukou a vynikající reprezentací vědecké práce. Nedobrým počinem bylo rozdělení studia na bakaláře a magistry s potřebou učit dvě rozdílné úrovně třeba matematiky nebo chemie. Více neosobní přístup dnes vyžaduje zkoušení ve formě testů, což má opět své neduhy, neboť je student žádán jen zaškrtnout platnou odpověď a navíc se testy rychle rozšíří na internetu a je nezbytné znova a znova je inovovat. Za problém bývá často označována přemíra soukromých vysokých škol a jejich nekvalitní úroveň. Není to obecná pravda, můj syn vystudoval smíchovskou vysokou školu podnikání a managementu, kde z osmi uspěli v závěrečné obhajobě jen čtyři, což se na státních školách nestává. Bohužel dnes je všeobecná honba jen za titulem, který se dá koupit i na internetu. I za bolševika ale musel kandidát na tehdejší titul RSDr. vykázat nejen ideologickou spolehlivost, ale prokázat i určité znalosti, třeba odpovědět na to, jak to, že byla říjnová revoluce až v listopadu…

Nemůžu opomenout ani politiku. Svého času jste dokonce kandidoval do Senátu, takže za jak užitečnou horní komoru Parlamentu považujete?

Realita práce v Senátu je taková, že se hlasuje o návrzích nejrůznějších zákonů, které přitom vymyslel někdo jiný. Proto je nutné si vybudovat kvalifikovaný názor a pocit zodpovědnosti za své hlasování, což je věcí zkušenosti a nadhledu. Taková práce se může stát dokonce nudou. Jde o přinesenou znalost a informovanost, a nikoli o vytvoření co nejlepšího uměleckého dojmu. To bohužel často převažuje za použití hesel typu „dokážeme všechno“. Já sám jsem tehdy získal jen několik málo procent, úměrných nedostatku financí k získání potřebné popularity, ale kandidatura se stala pro mě zdrojem důležitých zkušeností. Z hlediska odbornosti mě zaujali uchazeči, jako Prof. Aleš Gerloch, ústavní právník a prorektor Univerzity Karlovy, MUDr. Ivan David, český psychiatr a bývalý ministr zdravotnictví a Benjamin Kuras, dnes asi jeden z nejlepších českých spisovatelů, kteří se ale nedostali ani do druhého kola. Prostě popularita je dnes na prvním místě a kdo si ji vydobude, vyhrává!

Jak se díváte na dnešní svět v roce, kdy si připomínáme kulatá výročí Mnichova i srpnových událostí, které jste před půlstoletím osobně zažil?

Pár států pod vedoucí úlohou Rady, ať už bývalé RVHP pod direktivou Sovětského svazu, nebo dnešní Unie pod taktovkou – no to ať si každý doplní sám, se demokraticky rozhodne, že u některého z jejich členů není dodržován pořádek, ať už ho nazveme socialismem, demokracií či nějak jinak. Proto se rozhodnou, že je potřeba tam ten pořádek nastolit. Ať už tanky, jako se stalo u nás v roce 1968, nebo čímkoliv jiným, co je zrovna po ruce v mocenském rozhodování. Uvidíme, jak dopadne trestní výchova pro „neposlušné“ Maďarsko či Polsko, ale stejně tak se mohl odhlasovat druh „invaze“ do předluženého Řecka. Co je pak vynucená pravda autokracie několika rozhodujících politiků, zrovna sedících v těch správných židlích, a přisvojujících si více moci, než jim demokratická volba dává? Co je a co není šikana, nebo dokonce druh novodobé inkvizice vytvářející dokonce soukolí osudů? Ať už za tím stojí věrozvěst nebo diktátor, který nechá pomřít vlastní národ, aby si upevnil postavení, nebo ten, který se snaží vyčistit rasu tím, že zlikviduje jinou, nebo který se naopak snaží svůj lid promísit nesouměřitelnými, to je bohužel smutný výsledek v dějinné inventuře. Důsledek se pak rozsoudí v novinách, kde vyhraje ten, kdo umí víc křičet, kdo k tomu dostane více prostoru a hlavně kdo umí dělat pořádek u toho druhého... Není ale všem dnům konec, třeba v Rakousku, Itálii a nedávno ve Švédsku posílily tzv. protestní strany, které často nosí nálepku extrémních, ale které rozvíjejí celoevropský příběh o vzpouře Evropanů proti Evropě, možná lépe řečeno za Evropu.

Jste nejen úspěšným vědcem a autorem desítky odborných knih, ale i renomovaným fotografem a v poslední době jste se dal i na beletrii. Jaké jsou vaše aktuální literární počiny?

Po knize „Světem badatele“, která dokonce získala jednu nominaci na knihu roku, jsem dal do tisku novou knihu „Provídek“, kde jsem opět použil svoji uměleckou orientaci a sám připravil i návrh jejího přebalu. Už název ujišťuje všechny čtenáře, že se o žádné povídky nejedná. Ovšem podtitul „Eseje na pomezí vědy a filozofie přírody“ může sklidit odsouzení od všech esejistů, vědců a bezpochyby i filozofů. Jsou to příběhy z cest vědy a horolezectví, které mají v hledání nenalezeného hodně společného. Základem jsou moje přednášky, jež byly kdysi určené posluchačům humanitních směrů, kteří si ze středních škol přinesli nechuť k chemii a fyzice a které jsem se snažil nadchnout zobrazováním vědy v jednoduchých příměrech. Třeba kniha najde své porozumění stejně jako zobecněná potřeba termodynamiky.

Literatura:

* J. Šesták: Necháme si vytunelovat českou vědu? Chemické Listy 103 (2009) 689-671

* J. Šesták: Člověk a věda. Chemické Listy 104 (2010) 267-292

* P. Janoušek: Věda jako agón: volná soutěž a falešná hra. Vesmír 92 (2013) 107-111

* J. Hrbáček: Z cizího se rozhazuje nejlépe. Právo a Neviditelný pes 07/03/2013

* R.P. Feynman: Snad ti nedělají starosti cizí názory, Aurora 2000

* F. Maršík, I. Dvořák: Biotermodynamika, Academia Praha 1998

* J. Šesták: Thermal analysis, thermokinetics and thermodynamics, Springer 2020

* J. Šesták, Fakta a mýty o oteplování naší planety Země: úvahy o knize Václava Klause. Energetika 58 (2008) 7-10

* J. Šesták, at al: Thermal analysis scheme aimed at better understanding of the Earth’s climate changes due to the alternating irradiation. J Thermal Anal Calor 101 (2010) 567-575

* B. Kuras: Jak přežít padouchy, Eminent 2009 a Češi na vlásku, Baronet 2008

* M. Veverka: Evoluce svým vlastním tvůrcem, Prostor Praha 2013

Ptal se Jiří Hroník,PL.1.10.2018

Emeritus, čestný občan a dr.h.c.