Iparjogvédelmi és Szerzői Jogi Szemle, 2005 (110. évfolyam, 1-6. szám)
2005 / 3. szám - Technikatörténet. Szilágyi József: Nagy tudósok az órakészítés történetében
Iparjogvédelmi és Szerzői Jogi Szemle, a Szabadalmi Közlöny és Védjegyértesítő melléklete 110. évfolyam 3. szám 2005. június TECHNIKATÖRTÉNET SZILÁGYI JÓZSEF Nagy tudósok az órakészítés történetében A technika- és tudománytörténet több nagy alakja közvetlenül kapcsolatba került az időmérés történetével, több vonatkozásban is. Először is az óraszerkezetek fejlődésének egyes lépcsőfokait csak a fizika legújabb eredményei tették lehetővé. Az órák vonatkozásában a legnagyobb ilyen állomást talán az inga bevezetése jelentette. Ahogy az ingamozgással kapcsolatos törvényszerűségek feltárása Galilei gondolatain alapult, a pontos összefüggésekhez azonban csak Huygens jutott el. Az első ingaórát is Galilei vázolta fel, de működő ingaórát később Huygens készített. Másrészt a fizikusok időnként maguk kényszerültek arra, hogy ötletes időmérő eszközöket alkalmazzanak, mivel kísérleteikhez nem állt rendelkezésre kellően pontos óraszerkezet. Galilei például a szabadesés törvényszerűségeinek vizsgálatakor nem rendelkezett megfelelő órával, ezért többféle gyakorlati fogásra kényszerült. Egyrészt kénytelen volt leeső test helyett lejtőn guruló testeket vizsgálni. Lejtőn guruló test esetében a sebességviszonyok ugyanúgy alakulnak, mint szabadeséskor, azonban a mozgás lassúbb, a közben eltelt idő hosszabb, könnyebben lehet mérni. Másrészt Galileinek lejtőkísérleteihez teljesen egyedi időmérési módszert kellett alkalmaznia pontos óra hiányában: kísérletei során egy saját készítésű vízórát használt. Galilei Discorsi e demonstrazioni mathematiche intorno a due mtove scienze (Matematikai érvelések és bizonyítások két új tudományágról) c. müvében - elsősorban a leíró mozgástanban elért konkrét eredményeivel - kiindulópontként szolgál a XVII. század mechanikájának. Az itt kifejtett mozgástani vizsgálatai során jutott el inga alkalmazásához, az ingamozgás törvényszerűségeinek vizsgálatához és megformulázásához. Az elődei és kortársai közül gyakorlatiasságával is kiemelkedő Galilei számára innen már csak egy lépés volt az inga alkalmazása az időmérésben, az óra szabályozó elemeként. A természet, a fizika törvényszerűségeit tárgyaló elődei között talán Arisztotelész volt az utolsó, aki nem a Szentírás szavaiból indult ki, hanem konkrét megfigyeléseket is végzett. Az elméletírók hozzáállását jól tükrözi, hogy a Novum Organum c. művével az újkor tudományos forradalmát meghirdető, a megismerésben, a tudományban az első helyre a tapasztalást állító, és a tudást a hittől élesen különválasztó Francis Bacon például soha egyetlen kísérletet sem végzett. Galilei óriási jelentőségű tudománytörténeti fordulata volt az is, hogy megkezdte azt a fajta tudományos munkát, amely pontosan megtervezett és korrektül dokumentált kísérleteken alapult. Pontosan rögzítette tehát előfeltevéseit, az alkalmazott eszközöket, az elvégzett megfigyeléseket, eredményeket és a levont következtetéseket. A szabadesés tárgyalásánál Galilei abból a megfontolásból indult ki, hogy a természetben a változó sebességű mozgás nyilvánvalóan a lehető legegyszerűbb törvényszerűség szerint megy végbe, és mi sem lehet egyszerűbb, mint amikor a sebesség azonos időtartományban mindig azonos mennyiséggel növekszik. Ma úgy mondanánk, hogy Galilei az egyenletesen gyorsuló mozgást vette kiindulásul. Felmerül a kérdés, hogy miért nem vehető ugyanilyen indokkal legegyszerűbb mozgásnak az, amelynél azonos út befutása után következik be az azonos nagyságú sebességváltozás. Galilei válasza erre: ez utóbbi mozgás logikailag lehetetlen. Hogy az egyenletesen gyorsuló mozgás feltételezése helyes-e, azt közvetlenül kísérletileg nem lehetett igazolni, mert a pillanatnyi sebesség mérése nem volt lehetséges. Ezért ebből a feltevésből olyan összefüggést kellett kifejezni, amely már a mérések számára hozzáférhető. Először is Galilei felírta az eső test által megtett utat mint az idő függvényét: a közepes sebességet megszorozta az idővel. Ezzel eljutott a következő törvényszerűséghez: az eső test által különböző idők alatt megtett utak úgy aránylanak egymáshoz, mint a megtételhez szükséges idők négyzetei. Mai jelölésmódunkkal, de Galilei gondolatmenetét meg nem hamisítva, röviden így foglalhatjuk össze a mondottakat: A sebesség legyen arányos az idővel: v = at. A közepes sebesség, ha a test nulla sebességgel indul: vk = — = —. így 2 2 tehát a megtett út: s = vut= —t = Kit". Ebből rögtön következik, hogy — = —= konst., vagy más szóval:— = —. r 2 í, Ez az eredmény már mérésekkel igazolható. Hiszen mind az utat, mind az időt mérni lehet, és így meg lehet vizsgálni, hogy vajon az összetartozó út—idő értékpárokra vonatkozóan fennáll-e az előbb meghatározott arányosság. A mérés közvetlen végrehajtásánál azonban a már említett
