Zaměřeno na měření

Kilogram, základní jednotka hmotnosti v soustavě SI, už není tím, čím býval. Přesněji (protože o přesnost v tomto úvodníku jde) tím přestane být 20. května 2019, kdy vstoupí v platnost jeho nová definice, jak ji 16. listopadu schválila Generální konference pro míry a váhy (Vesmir 97, 702, 2018/12).

Váleček z platino-iridiové slitiny uložený v Mezinárodním úřadu pro váhy a míry na předměstí Paříže se promění v muzejní exponát a celý svět začne pracovat s definicí odvozenou od zafixované Planckovy konstanty. V důsledku tohoto rozhodnutí se úpravy dočkají i další základní jednotky, v jejichž definicích se kilogram vyskytoval či stále vyskytuje: kelvin, ampér, mol.

Historie revizí soustavy SI odráží rostoucí potřebu stále přesnějších měření především v základním výzkumu, ale ani v komerční praxi využívané technologie by si už mnohdy nevystačily s definicemi přijatými před sto lety. Co vyhovuje v každodenním životě („toho gothaje je 23 dkg, můžu to tak nechat?“), je v jiném kontextu zoufale nepoužitelné. Některé veličiny dokážeme měřit až neuvěřitelně přesně, například Planckovu konstantu Kibbleovou váhou s relativní chybou 34 × 10^–9 (viz obr. 4 na s. 705). Jiné o poznání hůře: „Cimrman do Liptákova přišel (tedy pokud jsou to Cimrmanovy boty) na podzim roku 1906, plus minus dvě stě let.“ Další by pokusem o kvantifikaci dokonce trpěly. (Kolikrát je Botticelliho Venuše krásnější než Braquova Dívka s kytarou?)

Metody měření zaznamenaly obrovský pokrok, samy o sobě jsou dokladem důvtipu, bez něhož by věda nemohla postupovat kupředu. Leckdy nelze provést měření přímo a jsme odkázáni na kreativní proxy řešení (do hvězdy teploměr nestrčíte, Vesmír 97, 706, 2018/12).

Nestačí ale jen umět měřit s dostatečnou přesností. Docela užitečné je také vědět, co vlastně měřit potřebujeme. Například mez pevnosti a mez pružnosti můžeme změřit sebepřesněji, ale stejně nás překvapí praskající hřídele a padající mosty, protože jsme podcenili jevy odehrávající se v mikrostruktuře materiálu dávno před dosažením zmíněných mezních hodnot. Tisíckrát nic umořilo osla. „K únavovému porušení dochází při docela malém, ale mnohokráte opakovaném zatížení,“ píšou autoři článku na s. 722.

Samotná naměřená hodnota nám navíc mnohdy nic podstatného neřekne, nebo nás dokonce svede na scestí, nemáme-li k dispozici dostatečně dlouhou a dostatečně hustou časovou řadu měření, která napoví něco o dlouhodobém trendu a o závislosti měřené veličiny na vnějších faktorech. Navíc i průběh, který se dlouho jevil jako lineární, může dospět do kritické hodnoty, při jejímž dosažení nastanou dramatické a mnohdy nečekané změny (viz také rozhovor s klimatologem Radimem Tolaszem).

A někdy by spolehlivé metody měření sice byly k dispozici, ale jejich použití naráží na odpor těch, jejichž práce se týkají. „Mnohé forenzní disciplíny mají ve zvyku vyjadřovat se vágně. Pro vyjádření spolehlivosti důkazu používají nejasné kategorie jako ‚je středně pravděpodobné, že…‘. Ale když se autorů takových vyjádření zeptáte, kolik procent znamená ta ‚střední pravděpodobnost‘, nevědí,“ říká v rozhovoru forenzní genetička Halina Šimková (Vesmír 97, 698, 2018/12). A dodává: „Žádný znalec nechce být v roli stroje, který má na sobě nalepeny štítky s hodnotami své spolehlivosti. A soudce je také šťastný, že mu znalec nemává před očima nějakými procenty, že nemusí počítat s přesně vyjádřenou mírou nejistoty.“ Kvantifikovaná nejistota bývá lepší než iluze jistoty, ale až příliš často si to nejsme ochotni připustit.

Až do francouzské revoluce mělo každé panství vlastní míry a váhy. Na obrázku je loket, který je dosud na Staroměstské radnici v Braunschweigu. Na Novoměstské radnici v Praze můžeme vidět pražský (český) loket, který měří 59,3 cm.Snímek Eberhard CLAUS, Public domain