Selektor biegów z samochodu Ford Ranger Wildtrak z roku 2022. Zdjęcie: Ford

Z LENISTWA

U zarania historii samochodu nikt nie myślał o tym, że zmiana biegów to jakiś kłopot – po pierwsze nikt nie wiedział, że może być łatwiejsza, po drugie niewielkie natężenie ruchu sprawiało, że częsta zmiana przełożeń nie była konieczna. Szybko to się jednak zmieniło…

Operowanie wczesnymi skrzyniami biegów wymagało dużej wprawy, ale także sporej siły fizycznej. Pierwsza w pełni zsynchronizowana przekładnia to patent marki Cadillac i pojawiła się dopiero w roku 1928, ale względy kosztowe i tak sprawiły, że jeszcze w latach 70. XX wieku popularne samochody miały skrzynie biegów bez synchronizatorów na niektórych biegach (dobrym przykładem jest Fiat 126). Ten sam bystry inżynier E. A. Thompson, który był autorem przekładni z synchronizacją, pracował intensywnie nad czymś bardziej zaawansowanym: nad przekładnią zmieniającą biegi automatycznie, bez udziału kierowcy.

Dźwignia zmiany biegów w zsynchronizowanej skrzyni przekładniowej samochodu Cadillac Series 341B z 1929 roku. (Bonhams)

Powszechnie uważa się niejakiego Sturtevanta z Bostonu w USA za autora pierwszego projektu automatycznej przekładni dla „wozów bez koni”. Powstał ów projekt w roku 1904, ale rozwiązanie nie było zbyt skuteczne, mechanizm nie wytrzymywał szarpnięć wywołanych przy zmianie biegów, zachodzącej w drodze przesuwania się ciężkich przeciwwag. Wielu próbowało skonstruować lepsze systemy, ale raczej bezskutecznie.

Port w Stettinie (dziś: Szczecin) i Hakenterrasse (dziś: Wały Chrobrego) w latach dwudziestych. (Wikimedia Commons)

Chwalebnym wyjątkiem jest tu projekt firmy Vulcan, działającej w niemieckim wówczas mieście Stettin (dziś: Szczecin) – inżynier Hermann Föttinger wymyślił tu pierwsze na świecie sprzęgło hydrauliczne, a następnie w tym samym biurze konstrukcyjnym stworzono w 1924 dwubiegową przekładnię samoczynną z hydraulicznym przetwornikiem momentu obrotowego – czyli teoretycznie nawet BARDZIEJ zaawansowaną inżyniersko niż pierwsza amerykańska seryjna skrzynia automatyczna, wprowadzona do sprzedaży piętnaście lat później!

Automatyczna skrzynia biegów Hydra-Matic z 1939 roku. (Wikimedia Commons)

I tu wracamy do Ameryki, gdzie od początku lat 30. rzeczony Thompson starał się wyręczyć amerykańskich kierowców, zmęczonych koniecznością ręcznej zmiany przełożeń. Europejska tradycja budowy tak zwanych skrzyń preselekcyjnych (typu Wilson lub Cotal), częściowo upraszczających zmianę biegów, a montowanych wyłącznie w bardzo drogich samochodach, według Amerykanów stanowiła ślepą uliczkę. Dywizje Cadillaca oraz Oldsmobile’a wewnątrz koncernu General Motors przygotowały do produkcji w roku 1939 hydrauliczną, automatyczną skrzynię biegów Hydra-Matic, zaopatrzoną w sprzęgło hydrauliczne. Przekładnia oferowana była początkowo jako opcja dodatkowo płatna w takich samochodach, jak Oldsmobile Series 60. Podczas drugiej wojny światowej stosowano ją także w niektórych amerykańskich pojazdach wojskowych.

Fragment katalogu samochodu Oldsmobile Series 60, w którym dostępna była przekładnia automatyczna. (Wikimedia Commons)

Po wojnie amerykański rynek wewnętrzny stał się bardzo łatwym łupem dla lokalnych producentów, którzy nie czuli już presji do tworzenia innowacji technicznych, samochody stały się maksymalnie proste technicznie – atrakcyjność wizualna zadowalała bowiem klientów. Rosnąca popularność automatycznych skrzyń biegów, oferowanych przez wszystkich producentów, pasowała do atmosfery beztroskich lat 50. i 60. w USA, gdy w cieniu atomowego zagrożenia ludzie starali się w pełni korzystać z życia. Pod koniec lat 60. skrzynie ze zwykłym sprzęgłem hydraulicznym ustąpiły miejsca takim z przekładniami hydrokinetycznymi, zazwyczaj z dostępnymi tylko trzema biegami do jazdy do przodu. Mniej więcej w tym samym okresie ze specjalnych olejów hydraulicznych do przekładni automatycznych usunięto olej z tłuszczu wieloryba (!).

Cadillac Eldorado. (Cadillac)
Puszka płynu do skrzyń automatycznych z roku 1949. (Wikimedia Commons)

Także w Europie skrzynie automatyczne zyskiwały na popularności, początkowo głównie w samochodach luksusowych. Choć ukrywano to skrzętnie latami, bardzo prestiżowi producenci często zmuszeni byli korzystać z rozwiązań innych firm. Ale czego oczy nie widzą… W 1952 brytyjski Rolls-Royce zakupił licencję na produkcję skrzyni Hydra-Matic od koncernu General Motors, a następnie montował ją w różnych modelach Bentleya i Rollsa do roku 1965. Co ciekawe, Brytyjczycy z Rollsa próbowali ulepszyć amerykański produkt, zmniejszając tolerancje wykonania – co sprawiło, że skrzynia przestała działać! Później w 1991 roku Rolls-Royce zakupił prawa do produkcji nowszej skrzyni 4L-80 i, po przeróbkach, stosował ją w wielu modelach Rollsa i Bentleya. Skrzynia, która w USA stosowana była w plebejskich pickupach, trafiła także do Astona Martina DB7 oraz kilku modeli Jaguara. W tej branży korzystanie z czyjegoś solidnego produktu, bez rozgłaszania tego faktu wszem i wobec, zdarzało się także innym producentom premium – automatyczna skrzynia biegów w Porsche 928 pochodziła od Mercedesa.

Selektor skrzyni automatycznej Tiptronic w samochodzie Porsche 993. (Wikimedia Commons)

W ostatnich kilku dekadach pojawiło się kilka rozwiązań, które rzekomo zwiastowały upadek tradycyjnych, hydraulicznych skrzyń automatycznych, na przykład zautomatyzowane przekładnie mechaniczne, skrzynie bezstopniowe, skrzynie dwusprzęgłowe, ale tradycyjne automaty tak łatwo się nie poddają. Powstały systemy ręcznej zmiany biegów, także z łopatkami przy kierownicy, układy elektronicznego sterowania pracą skrzyni, rozwiązania z akumulatorami ciśnienia hydraulicznego, pozwalające na pracę hydraulicznych przekładni automatycznych w autach hybrydowych i z systemami stop-start, skrzyniom nadto przybyło przełożeń – gdzie niedawno zaskakiwała nas skrzynia ZF o sześciu biegach, dziś oferuje się skrzynie ośmio-, dziewięcio- i nawet dziesięciobiegowe. Wymyślony bardzo dawno temu automat ma się dobrze, a samochody przyszłości – jeśli rzeczywiście będą musiały mieć napęd elektryczny – zapewnią wieczną młodość układowi P-R-N-D-L…

Przyciski Teletouch sterowania przekładnią automatyczną w samochodzie Edsel Citation z 1958 roku. (Wikimedia Commons)
Wnętrze współczesnej 9-stopniowej przekładni automatycznej Mercedesa dla pojazdów hybrydowych. (Mercedes-Benz)

Jak stać się niewidzialnym?

Marzenie o tym, aby ukryć się przed wzrokiem innych przedstawicieli naszego gatunku lub pozostałych istot zamieszkujących tę planetę, towarzyszyło nam od zarania ludzkości. Wystarczy zapoznać się z odkryciami archeologów i pracami historyków, aby natknąć się na ślady magicznych rytuałów czy też bardziej racjonalnych praktyk takich jak np. używanie farb czy błota lub rzeczy o intensywnym zapachu.

fot. CC- BY 3.0

Myślę, że nasz gatunek nauczył się sztuki maskowania lub kamuflażu obserwując inne. Pomyślcie o tym, co robią różne zwierzęta, aby nie zostać zauważonymi np. przez drapieżniki lub skuteczniej polować. Prawda, że ciężko dostrzec żabę pośród trawy lub leniwca zwisającego pośród liści? Dzieje się tak dlatego, że ich barwa zlewa się z otoczeniem. Ciężko zauważyć różnicę, jeśli jest ona niewielka. Niektóre gatunki stosują bardziej aktywne techniki „zlewania się z otoczeniem”, np. kałamarnice uwalniające „atrament” czy ryby, które „mącą” dno, aby umknąć. Są też takie gatunki, które wprost upodobniły się do elementów środowiska, w jakim żyją; kojarzycie zapewne patyczaki?

fot. domena publiczna

Nasz gatunek robi rzeczy podobne na szeroką skalę mniej więcej od momentu pojawienia się celnych karabinów. Wcześniejsze kolorowe mundury zastąpiły te w barwach szarości i zieleni. Jednakże należy pamiętać, że kamuflaż nie czyni niewidzialnym, a jedynie utrudnia dostrzeżenie danego obiektu. Dokładnie tak samo jest w przypadku tzw. samolotów niewidzialnych dla radaru. Nie są one niewidzialne, a jedynie trudno lub późno wykrywalne. Dokładną zasadę działania radaru z chęcią wyjaśnię szerzej w kolejnych tekstach. Teraz skupmy się na tym, że jeśli jakikolwiek obiekt posiada ładunek elektryczny i porusza się w czasie i przestrzeni, to na mocy praw Maxwella wytwarza pole elektromagnetyczne, które oddziałuje z innymi. Jeśli cokolwiek oddziałuje za pośrednictwem tego pola, to może zostać również w ten sposób wykryte.

Techniki zmierzające do obniżenia naszej wykrywalności radarem lub np. za pomocą gogli termowizyjnych czy sonaru nazywa się zwyczajowo „stealth”, co oznacza „skradanie się”. Efekty te można uzyskać na różne sposoby. W przypadku samolotów stosuje się substancje pochłaniające promieniowanie elektromagnetyczne o określonych zakresach lub powierzchnie odbijające je w kierunkach innych niż ten, z którego zostało wysłane. Ukrywać się przed radarem można również, lecąc na odpowiednich wysokościach względem powierzchni ziemi, aby nasze odbicie skutecznie zlało się z odbiciem z otoczenia. Dokładnie ten sam efekt (tyle że w zakresie światła widzialnego) uzyskujemy, zakładając strój w barwie zlewającej nas z otoczeniem i stojąc odpowiednio daleko. Aby uchronić się przed wykryciem za pośrednictwem promieniowania z zakresu podczerwieni, możemy zastosować technikę znaną nam z filmu „Predator” (z pewnymi zastrzeżeniami – to jednak był film) lub odpowiednio manipulować temperaturą otoczenia, aby jak najbardziej zbliżyć ją do temperatury naszego ciała. Z tym, że znów rozmawiamy o technikach pozwalających nam jedynie obniżyć możliwość naszego wykrycia i to przy założeniu, że jesteśmy samolotem, okrętem lub mamy do dyspozycji pomieszczenie z możliwością regulacji temperatury; w dalszym ciągu jest to mowa o zmniejszeniu szansy na nasze wykrycie w tym zakresie fal elektromagnetycznych, z którego nie korzystamy na co dzień „nieuzbrojonym okiem”. Jak jednak stać się „niewidzialnym”, tj. uniemożliwić innym dostrzeżenie nas w zakresie światła widzialnego w sensie, który można określić swojsko jako „peleryna-niewidka”? Czy to właściwie możliwe, biorąc pod uwagę prawa fizyki? Absolutna niewidzialność jest niemożliwa, gdyż oznacza ona po prostu brak obecności we Wszechświecie. Zwróćcie uwagę, że potrafimy wykrywać nawet obiekty które „pochłaniają wszystko”, czyli czarne dziury. Jeśli w szumie nagle pojawia się cisza, to ona aż krzyczy.

fot. CC BY-SA 3.0

Fale elektromagnetyczne w swoich zakresach różnią się jedynie energią, więc jeśli można się uczynić trudno wykrywalnym w zakresie fal radiowych, mikrofalowych, promieniowania podczerwonego, to z pewnością da się w jakiś sposób osiągnąć podobne efekty w zakresie światła widzialnego. I tu znów wracamy do tzw. „mundurów moro”, ale czy da się osiągnąć coś bardziej spektakularnego? Coś w skali znanej nam np. z jednej z licznych ekranizacji powieści „Niewidzialny człowiek” H. G. Wellsa? Jeśli się temu przyjrzeć, to wygląda to tak, jakby fale światła widzialnego „opływały” obiekt bez odbijania bądź załamywania się na jego powierzchni (granicy fazy dla purystów). Czy taki efekt to jedynie wymysł autorów sci-fi?

fot. domena publiczna

Fale to fale, niezależnie o jakim rodzaju mowa, i wszystkie podlegają tym samym zjawiskom. Skoro da się przy pomocy odpowiednich materiałów kierować strumieniem fal dźwiękowych, to da się to zrobić również z falami elektromagnetycznymi. Pytanie tylko, czy istnieją materiały, które pozwolą nam kierować falą światła w zadanym kierunku – materiały, z których da się uszyć pelerynę, a nie żadne tam anteny czy wielkie struktury.

Światło widzialne – to fale elektromagnetyczne o określonej energii, a więc również długości; potrzeba nam wobec tego materiału zawierającego struktury odpowiedniej długości, aby skutecznie wpływać na wszystkie zakresy światła widzialnego, które mieszczą się w zakresie mniej więcej od 400 do 700 nanometrów. Odpowiednie ułożenie takich struktur w materiale sprawia, że fala opływa go i wraca na dotychczasowy tor. Problemem pozostaje wyprodukowanie takiego materiału, który zawierałbym struktury dla każdego z zakresów częstotliwości. W 2009 zaprezentowano materiał obejmujący swoimi możliwościami całkiem spory zakres, aczkolwiek dalej widziano każdy ruch.

Cóż, takie są prawa rządzące naszym Wszechświatem: jeśli w nim jesteś, to Twoją obecność da się w jakiś sposób zauważyć w ten czy inny sposób. Może ma to jakiś związek z wymiarem czasoprzestrzeni, o którym zapominamy, mierząc go zegarkami? O tym kolejnym razem.

(c) by Lucas Bergowsky
Jeśli chcesz wykorzystać ten tekst lub jego fragmenty, skontaktuj się z autorem
.

Czy naukowcy doznają „ odkrywczych objawień”, czy też dokonują odkryć dzięki permanentnej analizie problemu i czy punktoza w dokonywaniu takich odkryć pomaga?

Przyjęło się uważać, że objawienie jest zarezerwowane w zasadzie tylko dla proroków czy świętych. Jednak określenie wizjoner raczej nie ma konotacji religijnych. Skąd przychodzą więc naukowcom do głowy rozwiązania problemów? Niekiedy oczywiście wynikają z prowadzenia systematycznych analiz, w trakcie których dojście do rozwiązania jest konsekwencją mozolnej, logicznej pracy. Czasem opierają się o działania na zasadzie prób i błędów, co oczywiście nie oznacza, że wybór tego, co jest próbowane, odbywa się w sposób chaotyczny. Jednak historia nauki obfituje w anegdoty, zmyślone historie, jak również opisy udokumentowane, które sugerują, że niektóre odkrycia przypominają bardziej objawienia/wizje niż odkrycia dokonane metodą naukową. Co albo kto jest źródłem incepcji (infekcji koncepcyjnych), które spotykają naukowców? Zapewne najprostszą odpowiedź będzie taka, że świat, który obserwują. Czy nie jest to jednak spłycanie zjawiska – sprowadzanie go do banału?

Punktoza to potoczne określenie zjawiska polegającego na tym, że naukowcy prowadzą nie takie działania, które dają poważne efekty naukowe, tylko takie, które przynoszą dużo punktów w systemach oceny. Takie systemy oceny otwierają drzwi do awansów naukowych, ale nie musi to sprzyjać autentycznemu rozwojowi naukowemu.

Sny Kartezjusza, Afreda Wallace’a i Otto Loewiego

Kartezjusz twierdził, że słynne „Cogito ergo sum – Myślę więc jestem” to owoc snu – medytacji, w czasie której odkrył, że możemy śnić cały czas, a to co uznajemy za nas otaczające, może być złudzeniem. Może coś być na rzeczy, skoro twórcy takich filmów, jak „Matrix” czy „Incepcja” inspirowali się sceptycyzmem Kartezjusza.

Alfred Russel Wallace oznajmił, że idea ewolucji naturalnej nawiedziła go we śnie. Był antyszczepionkowcem i jak wielu naukowców jego czasów interesował się np. spirytualizmem, co dla niektórych stanowi argument, by podważać jego wersję o śnie ewolucjonistycznym.

Wiele opisów jest jednak bardzo wiarygodnych. Laureat nagrody Nobla Otto Loewi opisał, że zaplanował we śnie, jak badać przewodnictwo nerwowo-mięśniowe – szerzej opisał synapsy. Pierwszej nocy miał wizję. W ciągu dnia nie mógł sobie przypomnieć planu eksperymentu. Na szczęście kolejnej nocy wizjonerski sen się powtórzył, albo nawet był kontynuowany.

„W noc poprzedzającą Niedzielę Wielkanocną [1920 r.] obudziłem się, zapaliłem światło i zapisałem kilka notatek na maleńkim kawałku cienkiego papieru. Potem znowu zasnąłem. O szóstej rano przyszło mi do głowy, że w nocy zapisałem coś ważnego, ale nie udało mi się rozszyfrować bazgrołów. Następnego wieczoru o 15:00 pomysł powrócił. Był to projekt eksperymentu mającego na celu ustalenie, czy hipoteza o transmisji chemicznej, którą wypowiedziałem 17 lat temu, była słuszna. Natychmiast wstałem, poszedłem do laboratorium i przeprowadziłem prosty eksperyment na sercu żaby, zgodnie ze schematem nocnym.”

Ciekawe, że Loewi stwierdził, iż idea ta tliła się w jego umyśle przez siedemnaście lat.

Inny noblista, Niels Bohr opowiadał, że elektrony krążące wokół jądra atomowego, podobnie jak planety wokół Słońca, przyszły mu do głowy we śnie. Testując swoją „wyśnioną” hipotezę, stwierdził, że struktura atomowa jest w rzeczywistości do niej podobna.

Bohr jak na fizyka wypowiadał się w sposób, który burzy pojmowanie racjonalności.

„Musimy jasno powiedzieć, że w przypadku atomów języka można używać tylko tak, jak w poezji.”

Zwykło się uważać, że poezja jest miejscem, w którym zatraca się granicę między racjonalnością, a metafizyką. Poezja jest miejscem bliższym snów, a fizyka jawy. Tymczasem fizyk stwierdził, że istnieje związek między poezją a nauką.

Mendelejew, Elias Howe, August Kekulé, Srinivasa Ramanujan

Mendelejew tak opisuje swoją wizję, kiedy wpadł na pomysł układu okresowego.

Widziałem we śnie tablicę, na której wszystkie pierwiastki układały się zgodnie z wymaganiami. Budząc się, od razu zapisałem to na kartce papieru. Poniżej jego notatki (pamiętnik).

Ktoś złośliwy mógłby przypomnieć, że doktorat Mendelejewa dotyczył metod otrzymywania etanolu. Ale raczej nie wypada tym tłumaczyć jego odkrycia.

Amerykański wynalazca Elias Howe poświęcił wiele czasu, próbując stworzyć „maszynę do zszywania tkanin”. Wreszcie przytrafił mu się dziwny sen. W śnie został porwany przez kanibali. Dostał 24 godziny na zbudowanie maszyny do szycia. Nie zrobił tego, został więc nabity na włócznię z dziurami na obydwu końcach. Wtedy wynalazł maszynę do szycia nazwaną stębnówką.

August Kekulé odkrył strukturę benzenu również w czasie wizji sennej. Benzen śnił mu się jako wąż zjadający swój ogon. Na marginesie wąż zjadający swój ogon był w Europie znany głownie jako symbol alchemików (uroboros). Związek uroborosa z alchemią próbował nawet wyjaśnić Carl Jung.

Kekulé tak opisał swój sen:

Odwróciłem krzesło do kominka i pogrążyłem się w półśnie. Znowu atomy harcowały przed moimi oczami. Tym razem mniejsze grupy trzymały się skromnie z tyłu. Moje duchowe (mentalne) oko, wyostrzone przez powtarzające się podobne wizje, rozróżniło teraz większe twory o różnorodnym kształcie. Długie szeregi, kilkakrotnie ściśle ze sobą złączone, wszystko w ruchu, wijące się wężowato i skręcające się. Patrzę! Co się stało? Jeden z węży chwycił swój własny ogon i szyderczo kręcił się przed moimi oczami. Obudziłem się jak rażony piorunem i resztę nocy spędziłem na poznawaniu wniosków z tej hipotezy.

Friedrich August Kekulé – Biography, Facts and Pictures (famousscientists.org)

Srinivasa Ramanujan jest uznawany za ważnego matematyka, chociaż nie miał pełnego wykształcenia naukowego (zmarł niestety młodo). Twierdził, że bóstwo Hindu Namagiri ukazywało mu się w snach podpowiadając matematyczne dowody. Jeden z jego snów miał być taki.

„Podczas snu przeżyłem coś niezwykłego. We śnie pojawił się czerwony ekran utworzony przez płynącą krew. Obserwowałem go. Nagle czyjaś dłoń zaczęła pisać na ekranie. Cały zamieniłem się w uwagę. Ręka ta napisała wiele całek eliptycznych. Utkwiły mi one w pamięci. Gdy tylko się obudziłem, poświęciłem się pracy.”

Historia Ramanujana została sfabularyzowana w filmie „Człowiek, który znał nieskończoność”.

Nie wszystkie historie o snach naukowców są równie wiarygodne, ale nie tylko w trakcie snów dokonywali odkryć w odmiennych stanach świadomości.

Albert Einstein i Nikola Tesla mieli doświadczać tzw. świadomych snów, dzięki którym dokonywali odkryć. W przypadku Einsteina trzeba uważać, żeby nie pomylić powieści (noweli) (Einstein’s Dreams), w której w sposób literacki, ale mający niewiele z rzeczywistością, opisano odkrycie teorii względności.

Podobnie trzeba traktować bardzo krytycznie historię o tym, że sen o schodach przyczynił się do odkrycia struktury DNA przez Jamesa Watsona. Watson, kiedy opisuje bardzo szczegółowo odkrycie, nic o tym ni mówi.

Zjawisko to dotyczy nie tylko naukowców. Muzycy (Paul McCartney “Yesterday”), pisarze (Mary Shelley „Frankestein”), poeci, reżyserzy (James Cameron Terminator, Stephen King „Misery”), malarze (Salvador Dali), informatycy (Larry Page – Google) i wielu innych „zostali nawiedzenie w snach ideami”.

Oczywiście sam proces dokonywania takich odkryć nie musi mieć miejsca we śnie. Anegdoty o jabłku, które uderzyło w głowę Newtona czy wannie, w której miał siedzieć Archimedes mają o tyle związek z rzeczywistością, że za pomocą symbolicznych historii pokazują, iż umysły tych odkrywców permanentnie analizowały problem.

Zapewne wszystkie te osoby były skupione na problemie, którym się zajmowały przez wiele tygodni, a nawet miesięcy, przechodząc w tym czasie w stan z pogranicza analizy i medytacji. Nie da się ukryć, że nie jest to coś czego, uczą w podręcznikach metodologii prowadzenia badań naukowych. Jest to raczej połączenie bardzo długotrwałej wręcz obsesyjnej analizy z „iskrą bożą”.

Podsumowanie czyli czy można mieć takie sny, albo dokonywać takich odkryć żyjąc w punktozie…

Oczywiście większość naukowców to ani Kartezjusze, ani Mendelejewowie, ale wniosek z powyższych przykładów płynie jeszcze jeden. Ciągłe wikłanie naukowców w dziesiątki spraw administracyjnych, punktoz itp. nigdy nie będzie służyło takiemu skupieniu się na problemie, na jakie mogli sobie przyzwolić badacze, których rozwiązania opisano w powyższych przykładach. Mogą się raczej przyśnić punkty niż odkrycia.