Vedno je nekdo drug naredil to že prej

Zgodovinar naravoslovja Hans Peter Fischer je leta 2006 izrekel ničti zakon naravoslovja: »Odkritja, ki nosi ime po kaki osebi, ni naredila ta oseba.«
Objavljeno
10. marec 2015 16.42
Janez Strnad
Janez Strnad
Včasih slišimo očitek, da se je Joseph Louis Gay-Lussac okoristil z neobjavljenimi podatki o merjenjih Jacquesa Charlesa s plini pri nespremenjenem tlaku. V času, ko veliko govorijo o etiki v raziskovanju, se je vredno zavzeti za Gay-Lussaca. To je smiselno narediti tudi zato, ker razkrije nekaj značilnih potez razvoja fizike. Pri tem ne gre spregledati, da je fizika skupinska dejavnost, v kateri so dosežki raziskovalca tesno povezani z delom drugih raziskovalcev.

Galileo Galilei je okoli leta 1593 po antičnih vzorih uporabil termoskop. Na stekleno posodico v velikosti jajca je bila pritaljena tanka cevka. Z roko je segrel zrak v posodici in cevko vtaknil v večjo posodo z vodo. Gladina vode v cevki se je dvignila, ko je umaknil roko in se je zrak v posodici ohladil. Po legi gladine vode v cevki je bilo mogoče oceniti temperaturo. V drugi polovici 18. stoletja so Galilejevi nekdanji sodelavci razvili termometre z alkoholom. Ti termometri so izkoriščali lastnost tekočine, da se ji je s povišanjem temperature bolj povečala prostornina kot steklu.

Od Galileja do Amontonsa

Guillaume Amontons se je vrnil k plinskemu termometru. Leta 1702 je uporabil zrak v velikem termometru s cevko v obliki črke J. Krajši krak se je končal s kroglasto posodico, drugega, visokega več kot meter, pa je zaprl s stolpcem živega srebra. Segrel je zrak v posodici in višino živosrebrnega stolpca naravnal tako, da je gladina segla do določene višine in je prostornina zraka v posodici ostala nespremenjena. Napravo je mislil uporabiti kot termometer, ki ga ne bo treba posebej umerjati. Ni se zavedal, da se je treba dogovoriti za dve osnovni temperaturi. Opazil pa je, da se temperatura vode ni spremenila, dokler je voda vrela, in da je voda vrela vedno pri enaki temperaturi. Ni opazil, da se vrelišče spreminja z zračnim tlakom.

Ko je raziskal zvezo med tlakom plina in njegovo temperaturo pri nespremenjeni prostornini, je zaslutil, da obstaja spodnja meja temperature: »Zdi se, da bi skrajni mraz pri tem termometru zmanjšal vzmet zraka [tlak], da ne bi mogla prenesti nobenega bremena.« Danes pogosto imenujejo Amontonsov zakon spoznanje, da je tlak plina pri nespremenjeni prostornini sorazmeren z absolutno temperaturo, to je temperaturo, merjeno od absolutne ničle -273,15 ºC. (Poznamo tudi Amontonsov zakon o trenju.)

Daniel Fahrenheit je leta 1724 opisal tekočinski termometer z živim srebrom. Takrat se je že razširila zavest, da je treba temperaturno lestvico opreti na dve osnovni temperaturi. Dogovor o tališču ledu in vrelišču vode pri navadnem zračnem tlaku in stotih stopinjah med njima je predlagal Anders Celsius leta 1742. Celzijeva lestvica, kot jo poznamo, je sledila leta 1750, po nekaterih podatkih po zamisli Celsiusa samega, po drugih pa po zamisli njegovega sodelavca.

Marsikaj ostane neobjavljeno

Kakih dvajset fizikov je raziskovalo, kako je prostornina plinov odvisna od temperature. Prišli so do različnih sklepov. Pomembna merjenja je izpeljal Jacques Charles okoli leta 1787, a jih ni objavil.

Raziskovanje plinov je pripeljalo do balonov. Leta 1773 sta se brata Montgolfier na jugu Francije prvič dvignila v zrak z balonom na vroč zrak. Charles je leta 1783 uporabil vodik, ki so ga nedavno odkrili in ki je bil veliko lažji od zraka, tako da ga ni bilo treba segreti. Tudi Gay-Lussaca so pritegnili baloni. S fizikom Jean-Baptistom Biotom se je leta 1804 dvignil do višine 4000 metrov. Sam je pozneje dosegel višino 7000 metrov.

Joseph Louis Gay-Lussac je leta 1802 naredil vrsto merjenj, pri katerih je pri nespremenjenem tlaku meril prostornino plinov. Skrbno je odstranil vodno paro in delal poskuse s suhimi plini. Pline, ki se topijo v vodi, je lovil nad živim srebrom. Ugotovil je, da se vsi plini vedejo enako. Po naključju je naletel na neobjavljeno Charlesovo gradivo in ga rešil pred pozabo. Ugotovil je, da se prostornina plina spremeni za 1/266,7, ko se njegova temperatura spremeni za eno stopinjo Celzija. To ni bilo daleč od današnje vrednosti 1/273,15. Do podobnega sklepa kot Gay-Lussac je prišel kemik John Dalton okoli leta 1801, le da so bile njegove ugotovitve manj dognane.

Nekateri spoznanje, da je pri nespremenjenem tlaku prostornina plina sorazmerna z absolutno temperaturo, imenujejo po Charlesu, drugi po Gay-Lussacu. (Po Gay-Lussacu pogosto imenujejo še dva druga zakona.) Podobne poskuse je Alessandro Volta izvedel devet let prej. Tudi on je spoznal, da moti vodna para v plinih, in je lovil pline nad oljem. Ni si posebej prizadeval, da bi drugi spoznali njegovo delo s plini. Objavil ga je v malo znani reviji. Zagotovo Gay-Lussac ni vedel zanj. Na kongresu ob stoletnici Voltove smrti so predlagali, da naj bi uvedli dva zakona. Po Voltovem zakonu naj bi se prostornina plina pri nespremenjenem tlaku za vsako stopinjo povečala za enak del in po Gay-Lussacovem naj bi to veljalo za vse pline enako. Predlog pa se ni obnesel.

Ničti zakon naravoslovja

Kdor se je ukvarjal z naravoslovjem, je najbrž postal pozoren na to, da odkritja (zakoni, izreki, enačbe, poskusi ...) pogosto ne nosijo vedno imena po pravem odkritelju. To so v zadnjem času večkrat poudarili. Zgodovinar naravoslovja Hans Peter Fischer je leta 2006 izrekel ničti zakon naravoslovja: »Odkritja, ki nosi ime po kaki osebi, ni naredila ta oseba.« On sam in številni fiziki so postregli z množico zgledov. Michael Berry je menil celo, da »nikoli ni nič odkrito prvič«. Razmišljali so o »neskončni verigi prvenstva«. »Vedno je nekdo drug naredil to že prej.« Pozneje se je pokazalo, da so podobne misli imeli že pred tem. Statistik Stephen M. Stigler je leta 1980 predaval o Stiglerjevem zakonu: »Nobenega znanstvenega odkritja ne imenujemo po prvotnem odkritelju.« »Zakon«, ki ga je neskromno imenoval po sebi, je povzel po sociologu naravoslovja Robertu K. Mertonu (v počastitev katerega so bila predavanja). Merton je leta 1968 ugotovil, da »so vsa znanstvena odkritja v bistvu večkratna«. Uvidel je, da je ocenjevanje uspešnosti v raziskovanju zelo zapleteno. Zakonov ne poimenujejo zgodovinarji, ki poznajo podrobnosti o njihovem nastanku. Ime se ustali po rabi v skupnosti delujočih raziskovalcev precej časa po nastanku. Merton je leta 1968 tudi obdelal Matejev pojav, da bolj znanemu raziskovalcu pogosto pripišejo več zaslug, zasluge manj znanih pa zmanjšajo.

Razprave so zajele tudi matematiko, ki ne sodi k naravoslovju, a je z njim povezana. Matematik Hubert C. Kennedy je leta 1972 vpeljal Boyerjev zakon: »Matematičnih izrekov in formul navadno ne poimenujejo po njihovih pravih odkriteljih.« Zgodovinar matematike Carl B. Boyer je namreč zapisal: »Klio, muza zgodovine, je pogosto muhasta, ko pripenja imena izrekom.« Do podobnega sklepa je prišel matematik Vladimir I. Arnold leta 1998.

Dobrodošlo opozorilo

Omenjeni »zakoni« niso zakoni naravoslovja ali matematike in niso mišljeni popolnoma resno. Vendar so dobrodošlo opozorilo. V njih je smiselno uporabiti besedico »pogosto«, ker vedno ne veljajo. Kako skupnost raziskovalcev sprejme kako odkritje, je odvisno od številnih okoliščin: od odnosa raziskovalca samega in okolice do odkritja, revije, v kateri je bilo objavljeno, časa in še tega in onega. Poleg tega se pogled na zakone s časom spreminja.