10 000 let v záruce

PETR TOMEK  |  Technika
10 000 let v záruce

Vytvořili jsme si civilizaci na jedno použití, kde nejen nic netrvá věčně, ale často netrvá ani tak dlouho, jak by mělo. Svět rychlé spotřeby má ale i svůj protipól. Je načase podívat se také na druhou stranu proti proudu sezonních nabídek. Po strojích, které se v našich představách svou dlouhověkostí už dotýkají věčnosti.

Ve filmu je celkem běžné, že tisíce let staré stroje stále fungují (Poklad na Stříbrném jezeře, Dobyvatelé ztracené archy, Tomb Raider), dokonce se podaří zapojit i statisíce let staré počítače (Stroj času, Planeta opic). V praxi máme problémy už pár dní po záruční lhůtě, přesto budeme v horizontu několika desetiletí určitě takové dlouhověké stroje potřebovat.

Například kolonizace okolních planet se bez nich zpočátku jistě neobejde. Těžko si představit například stroj na výrobu kyslíku pro kolonisty Marsu, který by byl schopen spolehlivě fungovat pouhé dva roky. Vždyť také vozidla pro připravované mise na Měsíc mají danou minimálně desetiletou životnost. Ale i dnes by se už našlo pro dlouhověké stroje uplatnění. Energetické jednotky pro polární stanice i pro rozvojové země, zavlažovací stroje, dopravní prostředky. Používání dlouhověkých strojů by mohlo ulevit našemu životnímu prostředí od zátěže škodlivin produkovaných výrobou. Přinejmenším taková je současná zkušenost. Znamená to, že už někde opravdu existují stroje schopné fungovat stovky nebo i tisíce let? Ano, existují, ale nehledejte je u sebe doma.

Přehlídka metuzalémů

Pokud bychom si vytvořili jakýsi graf stáří, pro které jsou jednotlivé výrobky navrženy, zjistili bychom zajímavou věc. Největší počet strojů je skutečně navržen na dobu, která jen málo přesahuje délku záruční lhůty – tedy dva až tři roky. Některé bývají dokonce na takovou dobu poddimenzované. Jsou to ty, u nichž se nepředpokládá časté využívání – například páskové kamery.

Část strojů má ale takovou záruku jen „pro formu“, protože vydrží v používání vlastně mnohem déle. Lidé by si totiž těžko koupili například pračku nebo ledničku, kdyby bylo známo, že ji lze používat pouze dva roky. Předpokládaný věk, kterého se mají podobné domácí stroje v plné službě dožít, je něco kolem deseti let. Mezi „desetiletými“ stroji a stroji určenými pro ještě delší používání pak nastane na naší křivce strmý propad, který se ale náhle zastaví. Naše civilizace totiž potřebuje také stroje stavěné pro několik desetiletí.

Jsou to lokomotivy, letadla, zaoceánské lodě nebo například přístavní jeřáby. Jejich skutečnou životnost ale většinou ověřit nedokážeme prostě proto, že nepracují dostatečně dlouho a bývají vyřazeny dříve kvůli zastaralosti. Je pravděpodobné, že by při dobré údržbě vydržely ve funkčním stavu více než století. Nejstarší zachovalý parník RMS Segwun, který se plaví v Ontariu po jezeře Muskoka, má stále funkční dvojici parních strojů pocházejících z let 1907 a 1914. S ještě větší časovou rezervou je počítáno u strojů elektráren, zdvihacích a gondolových mostů a strojů upravujících životní prostředí, jakými jsou například gigantická mechanická vrata projektu Deltawerken v Nizozemsku, která umožňují lodím průjezd hrází proti mořským bouřím.

Části binárního mechanického počítače jsou vyrobený z nerezavějící oceli a z odolné slitiny niklu a mědi.

Nejstarším takovým funkčním zařízením je gondolový most v anglickém Middlesbroughu, který je v provozu od roku 1911. V těchto místech, ať chceme nebo nechceme, narážíme na „stoletou“ bariéru, za kterou začíná počet funkčních strojů opět strmě klesat. Zkrátka máme příliš málo zkušeností se stroji, které by byly schopny fungovat déle než sto let. Vlastně po parní lokomotivě Fairy Queen postavené roku 1855, která zajišťuje dopravu mezi Novým Dillí a městem Alwar, už žádné velké stroje nenajdeme. Důvodů je několik, ale tím hlavním je, že Fairy Queen patří svým věkem do doby první velké éry strojů – průmyslové revoluce.

Samozřejmě i raný novověk a středověk znal stroje. Knihy nám zachovaly svědectví o stavebních jeřábech, válečných a hutních strojích i o pokusech modernizovat dopravu. Jenže většina z nich byla stavěna z velmi málo trvanlivého materiálu. Totiž ze dřeva. Takže i když známe například vodní a větrné mlýny, které jsou ještě starší než oněch 150 let, těžko věřit, že by stejně staré byly i jejich funkční části. Naštěstí existuje jedna výjimka, a tou jsou hodiny. Mezi nimi najdeme nejstarší fungující stroje. Nicméně ani tak se nedostaneme dále než k šesti stům dvaceti třem letům. Nejstarší fungující věžní hodiny z katedrály v Salisbury totiž pocházejí z roku 1386!

Jenže je třeba dodat, že několik století vůbec nefungovaly a byly zasypány sutí. Teprve v roce 1929 byly opět vyzdviženy a opraveny. Druhé nejstarší (ale zachovalejší) hodiny z wellské katedrály jsou datovány rokem 1392. Na slibované tisícileté stroje ze sci-fije to stále ještě málo. Zbývá nám jediný zachovaný stroj, který skutečně „přežil“ více než dva tisíce let. Kupodivu je to počítač! Pravda mechanický. Mechanismus z Antikythery byl vyroben někdy mezi lety 150 a 100 před naším letopočtem, ale o tom, že by mohl být funkční, nemůže být ani řeč. Když jej potápěči roku 1901 našli, připomínal hroudu zelené hlíny. Jacques-Yves Cousteau rozeznal, co tento nález znamená, až roku 1972. Příroda nám tak názorně předvedla, co se stane s našimi vymoženostmi za dvě tisíciletí.

The Long Now Foundation

Možná si říkáte: K čemu to? Jenže lidé z The Long Now Foundation v takových věcech nalezli svoje poslání. Čas je jejich posedlostí. Svou nadaci pro podporu kultury ve velmi dlouhém časovém horizontu založili roku 01996. Tedy vlastně v roce 1996, ale onu nulu před číslem používají, aby se vyhnuli hrubé chybě, k níž by mohlo dojít zhruba za osm tisíc let. Způsob jejich uvažování ukazuje graf, na němž znázorňují chápání přítomnosti zahrnující jen tři dny – včerejšek, dnešek a zítřek, současnost zasahující přibližně 30 let a pojetí „dlouhého teď“ zahrnující deset tisíc let do minulosti a deset tisíc let do budoucnosti. Všechny projekty, s nimiž má tato skupina něco společného, jsou plánovány pro období „dlouhé teď“.

Hlavními projekty jsou nyní: projekt Rosetta (archiv jazyků) a 10 000leté hodiny. Věnují se ale také projektu dlouhodobé knihovny a webových stránek. Je až úsměvné, jak se projekt jejich „věčných hodin“ přibližuje mechanismu z Antikythery. Stejně jako v případě onoho bronzového zlomku jde také o mechanický počítač ukazující polohu hvězd a nejbližších okem viditelných planet. Prototyp byl postaven už roku 1999 a v současnosti je k vidění v londýnském Muzeu vědy v expozici Moderního světa.

Už jeho sestrojení znamenalo změnu pohledu na konstrukci strojů. Od prosince 2007 jsou další dva prototypy vystaveny v The Long Now Museum & Store ve Fort Mason Center v San Francisku. Jeden z nich má namísto ciferníku armilární sféry s modely šesti viditelných planet vysoustruženými z tvrdých kamenů.

Představa nadace The Long Now o délce časového úseku, který by měl zahrnovat jejich pojem „dlouhé teď “.

Velké je dobré

Pro konstrukci stroje pracujícího sto let máme dostatek znalostí už od doby průmyslové revoluce, když ale dojde na tisícileté stroje, musí se naše myšlení naprosto změnit. Úplně bezradní však nejsme. Dostatek poznatků nám totiž dává archeologie. Základním poznatkem je, že pokud chceme postavit stroj, který vydrží opravdu dlouho, měl by být hodně velký. Velké součásti lépe odolávají mechanickým nečistotám i provoznímu opotřebování. Materiál, ze kterého bude tisíciletý stroj zhotoven, musí odolávat vzdušné i vodní korozi a zároveň nesmí výrazně trpět únavou materiálu. Podstatná je také tepelná roztažnost, která by mohla zvyšovat míru opotřebování. Je třeba se vyhnout některým pevným materiálům, které velmi pomalu tečou.

Například sklo je z našeho pohledu pevné, ale jeho tekutost by se při několikatisícileté zátěži projevila změnami tloušťky a tvaru. Z konstrukce odpadnou některé moderní prvky náročné na údržbu. Vzhledem k nutnosti snížit opotřebení se všechny pohyblivé části pohybují jen minimální nutnou rychlostí. Nadace propaguje své hodiny také jako „nejpomalejší počítač na světě“. Pohon zajišťují dvě závaží, která nejsou zavěšená na provazech nebo řetězech, ale klesají spirálovitě po centrálním sloupku. Jejich sestup brzděný torzním kyvadlem se dále přenáší do mechanického binárního počítače. Výsledky se odečítají z otáčejících se soustředných prstenců. Hlas zvonu odbije jednou za tisíc let.

Co s elektřinou?

Skupina The Long Now Foundation zavrhla elektrické stroje hned na počátku svých úvah. To ale zdaleka nemusí znamenat, že by koncepce extrémně dlouhověkého elektronického zařízení byla chybná. Víme, že vodiče ze vzácných kovů, jako je například zlato nebo stříbro, odolávají působení času velmi dobře. I samotná měď může vydržet tisíciletí. Dobře známé jsou i izolanty odolávající celým geologickým obdobím. Pro elektrický dlouhověký stroj navíc mluví minimum pohyblivých součástí, které by se mohly opotřebovávat třením. Při zachování pravidel pro extrémně dlouhověké stroje si lze představit téměř úplný počítač.

Ve skutečnosti má ale taková představa několik vážných problémů. Prvním je elektrický zdroj. Nejenže neznáme žádnou chemickou baterii ani akumulátor, který by byl schopen dodávat elektrický proud po tak dlouhé období, neznáme ani žádný způsob, jak po tak dlouhou dobu elektřinu vůbec uchovat. Druhým problémem je paměť. Bez paměti – tedy bez programů a operačního systému – je počítač jen shlukem součástek. Jenže současné magnetické paměti rozhodně nejsou stavěné pro tak dlouhodobé uchovávání informací. Třetím problémem je výstupní zařízení. Žádný současný princip obrazovky, reproduktoru nebo tiskárny není vhodný pro použití v tisíciletém stroji.

Ve všech třech případech by mohla být východiskem kombinace elektronického a mechanického stroje. Proti elektronickým strojům bohužel stojí ještě jedna podstatná okolnost – nemáme s jejich dlouhověkostí téměř žádné zkušenosti. Základ elektronických přístrojů se objevil roku 1845 – vakuovaná žárovka Johna W. Starra, která se stala předchůdkyní elektronek. Teprve později ji zdokonalil Edison. Nejstarší dosud funkční žárovka se jmenuje Livermore’s Centennial Light a byla namontována do Livermoreské požární zbrojnice roku 1901. Letos je jí tedy „pouhých“ 108 let.

Problémy tisíciletých strojů

Kromě samotné konstrukce je velkým problémem také umístění dlouhověkého stroje. Archeologie nás učí, že uložení může být někdy dokonce podstatnější než samotné technické řešení. Ve vlhkých kyselých půdách se například rozkládají i keramické střepy. Naproti tomu suché prostředí Sahary umožnilo přečkat od starověku až do dnešního dne i tak křehkým a málo trvanlivým materiálům, jako je dřevo nebo papyrus. Ideální je, pokud bude 10 000letý stroj uložen mimo tektonické zlomy, a nebude tedy vystaven tak vysokému nebezpečí poškození nebo zničení zemětřesením.

Neměl by být také vystaven vysokým rozdílům teplot. Proto je ideální umístění v kamenné stavbě se silnými stěnami, která ale zároveň neshromažďuje vlhkost. Pro projekt 10 000letých hodin zakoupila nadace pozemek na poušti v Nevadě. Zároveň ale sám zakladatel projektu Danny Hillis navrhl už v počátcích, že má být stroj vyprojektován tak, aby bylo možné stavět jeho kopie v různých velikostech od miniaturních až po monumentální. Vyšší počet totiž zvyšuje naději na to, že se některý z nich zachová. Samostatným problémem je zastarávání. To se ale kupodivu mnohem více projevuje u strojů stavěných na několik let než například u stoletých strojů. Je to pravděpodobně tím, že u nich je už dobové řešení považováno za výraz jakéhosi „charakteru“ stroje. Větším oříškem je ale energie.

Věčný zdroj

Tisíciletý stroj potřebuje odpovídající zdroj energie, a protože konstrukci perpetua mobile fyzika neumožňuje, budou konstruktéři muset tento nedostatek nějak obejít. Pohon jaderným materiálem se překvapivě pro podobný stroj příliš nehodí. Vyžaduje totiž pravidelnou výměnu paliva a jeho kontrolu. Kromě toho dosud neumíme postavit dostatečně dlouhověkou samoobslužnou jadernou energetickou jednotku. Jinou možností je využití změn atmosférického tlaku nebo rozdílů denní a noční teploty. Principů podobných „věčných“ hodin existuje bezpočet. Od tohoto provedení ale odrazuje přílišná složitost a citlivost. Alternativou by mohla být také například geotermální energie nebo využití vodního toku.

Ani ty ale nejsou pro tisícileté využívání ideální. Geotermální vývěry mohou v průběhu několika tisíciletí změnit místo a využití vody zvyšuje nebezpečí koroze nebo zanesení bahnem v případě povodní. Podobné je to bohužel i s energií přílivu, která by připadala v úvahu pro svou pravidelnost, ale agresivita mořské vody ji dělá velmi problematickou. Stroje využívající větru mají v dlouhém časovém horizontu vysokou pravděpodobnost poškození vichřicemi či tornády. Ideální zdroj tedy zatím nemáme. Zatím se zdá, že se projekt 10 000letých hodin od The Long Now Foundation přikloní k běžnému ručnímu natahování. Jenže dá se na lidi opravdu tak dlouho spoléhat?

Jeden z návrhů ozvučného mechanismu části 10 000letých hodin vystavených v The Long Now Museum & Store ve Fort Mason Center v San Francisku.

Bůh stroj

Jedním z největších úskalí provozu tisíciletých strojů jsou lidé. I když omezíme zničení stroje lupiči prostě tím, že na konstrukci použijeme levné, špatně obrobitelné materiály (10 000leté hodiny mají být vyrobeny ze slitiny niklu s mědí a z nerezavějící oceli), stále zbude problémů více než dost. Autorům projektu 10 000letých hodin připadá jako ideální občasný servis, nastavení a natažení jejich stroje. Předpokládají, že by tak k hodinám mohl vzniknout jistý kulturní vztah.

Pochybnost ale vyvolává právě časové ohraničení projektu. Za posledních tisíc let se společnost v Evropě přeformovala z raně středověké až do současné vyspělé podoby technické civilizace. Za poslední dva tisíce let jsou změny ještě zřetelnější. Mezi obdobím starověkého Říma a raného středověku vyspělá technika v podstatě zanikla a musela se vyvinout znovu. Toho jsou si konstruktéři 10 000letých hodin vědomi a záměrně vycházejí z předpokladu, že jejich stroj musí být opravitelný a udržovatelný metodami doby bronzové.

Jenže horizont 10 000 let zpět sahá ještě mnohem dále, až na konec poslední doby ledové. Do časů, v nichž se z kolabujících loveckých komunit začínaly vytvářet skupiny sběračů travních semen. Naše společnost se za příštích 10 000 let může propadnout na úroveň našich vzdálených předků, nebo nás může překonat tak výrazně, že jí my sami budeme připadat vzdálení jako poslední lovci mamutů. Nemůžeme dohlédnout na konec našeho snažení, a proto se nedozvíme, jestli jsou 10 000leté hodiny první vlaštovkou přicházející éry dlouhověkých strojů, jestli se stanou předmětem náboženského uctívání, nebo jestli zůstanou muzejní kuriozitou. A možná právě nejistota je na podobných projektech tak okouzlující.

Armilární sféry ukazující vzájemné polohy Slunce a šesti planet, které jsou viditelné pouhýma očima.

Co znamená long now?

Slovní spojení vymyslel jeden ze zakládajících členů a současně člen představenstva, Brian Eno. Když přijel Brian poprvé do New Yorku, zjistil, že „tady a teď“ znamená „tento prostor a těchto pět minut“, na rozdíl od Anglie, kde je „tady a teď“ vnímáno jako mnohem větší a delší. Za název nadace si The Long Now Foundation (long now = dlouhé teď) jeho slovní spojení zvolila proto, že se snaží prodloužit ono „teď“, v lidském vnímání.

Co znamená long now

Čas v krabici

Poslat vzkaz do více nebo méně vzdálené budoucnosti je zvláštní pokušení. A že to není nic vzdáleného ani našim předkům, ukazují dopisy od stavitelů a klempířů v plechových cibulích na vrcholech kostelních věží. V šedesátých letech minulého století si nechaly společnosti Westinghouse Electric & Manufacturing Company vyrobit dvě časové schránky dimenzované na 5000 let. Vyzdviženy by tedy měly být roku 6939. I dnes se najde dostatek lidí, kteří by si přáli svým prapraprapravnukům něco vzkázat. Vlastně není nic jednoduššího než si prostě pořídit časovou schránku. Pouzdro by mělo být pevné, vzduchotěsné a vodotěsné. Ideální je použít několik pouzder vložených do sebe.

Existují ale i mnohem prapodivnější podoby časových schránek, jakými jsou například „zlaté desky“ – pozlacené měděné gramofonové desky – připevněné na sondách Voyager I a Voyager II, plakety na sondách Pioneer 10 a Pioneer 11 nebo výbava sondy KEO, která se má do vesmíru vydat v nejbližších letech se schránkou určenou našim potomkům za 50 000 let. Satelit bude mít podobu kovové koule s mnoha vrstvami. Uvnitř budou uloženy vzkazy, diamant se vzorkem lidské krve, vzduchu, mořské vody a půdy, dále astronomické hodiny, fotografie lidí všech ras a encyklopedický souhrn současného vědění. Přispět svým vzkazem ale můžete i vy, a to na stránce www.keo.org. Uzávěrka je 31. prosince 2009.

Čas v krabici

Nová Rosetta

Druhým nejznámějším projektem The Long Now Foundation nazvaným Rosetta (podle Rosettské desky) je jazykový archiv 1500 jazyků. Nosičem je disk z niklové slitiny o průměru 7,62 centimetru, pokrytý 13 500 stranami zmenšeného textu vytvořeného pomocí techniky mikroleptu. Za text, který má být použit pro rekonstrukci zaniklých jazyků, slouží biblická kniha Genesis, která se na něm opakuje v 1500 překladech. Disk je uzavřen v kulovitém pouzdře s průhlednou horní polovinou. Nález i jen jediného disku by měl ve vzdálené budoucnosti pomoci archeologům rozluštit texty v dávno zapomenutých jazycích.

Budou k tomu však potřebovat mikroskop, v případě druhé generace disků Rosetta dokonce elektronový. V nedávné době dostal projekt Rosetta nečekanou konkurenci – skupina vědců zabývající se nanotechnologiemi ohlásila vynález paměti založené na uhlíkových nanotrubičkách, která by měla dosahovat životnosti v řádech miliard let. Problémem zatím je, že ještě ani my nemáme pro ně spolehlivé čtecí zařízení. Těžko potom předpokládat, že by na její použití přišli lidé za 10 000 let bez jakéhokoli návodu.

Nová Rosetta

Věčná paměť

Paradoxem naší civilizace je, že čím cennějších poznatků a myšlenek se dobíráme, tím méně trvanlivý je materiál, na který je zaznamenáváme.

Přes 30 000 let jsou staré nejstarší hrudky vypálené hlíny, na kterých můžeme ještě stále spatřit zbytky papilárních linií z prstů pravěkých lidí.

Více než 5000 let jsou staré první hliněné tabulky s piktografickým písmem. Na konci své životnosti přesto nejsou ani náhodou. Nápisy vytesané do granitových balvanů a výnosy předoasijských starověkých králů zanesené na vypálených hliněných destičkách mají při dobrém skladování trvanlivost počítanou v milionech let, tedy srovnatelnou se zkamenělinami.

3400 let jsou stará čínská proroctví napsaná na kostech.

3000 let jsou staré nejstarší zachované papyry.

1000 let je odhadována životnost středověkého papíru. Nejstarší záznamy na něm jsou asi 700 let staré (několik století ale ještě vydrží).

30 až 50 let je životnost dřevitého papíru vyráběného za druhé světové války (pokud není konzervován). Na vině je jeho vysoká kyselost. Noviny z této doby se právě rozpadají…

5 let životnosti mají nosiče DVD a CD, které byly ještě nedávno vydávány za dlouhověké. Při opravdu citlivé archivaci se jejich věk sice může prodloužit až na dvě desítky let, ale to nás jistě příliš neuspokojí.

Jak dlouhé je pro vás teď? Hlasovat v anketě můžete zde

Nejčtenější