Zabil Spider-Man svou holku? O fyzice superhrdinů s dr. Jamesem Kakaliosem
Mají nadpřirozené talenty, nadlidské schopnosti a všechny nás chrání před zlem a zkázou. A vypadají dost dobře v elasťácích, ale to nás teď zajímat nebude. SUPERHRDINOVÉ člověku dokážou zachránit život, když náhodou uklouzne na střeše mrakodrapu, ale taky mu vysvětlit fyzikální zákony a vědecké teorie. V Reflexu č. 19, který vychází zítra, jsme se na šesti stranách podívali na Thorovo kladivo a Spider-Manovu pavučinu s Jamesem Kakaliosem, americkým univerzitním profesorem fyziky a velkým fandou komiksů.
James Kakalios přednáší fyziku na Minnesotské univerzitě a roku 2005 publikoval široce uznávanou a experty hojně citovanou knihu Fyzika superhrdinů (The Physics of Superheroes), v níž na 350 stránkách řeší supervlastnosti a konkrétní události v okýnkách a bublinách z hlediska fyziky a mechaniky. Skutečně se Ant-Man dokáže při své velikosti probojovat z papírového pytlíku? A vážně může Superman létat s mrakodrapy v každé ruce? A co Spider-Man – je možné, že se udrží na kolmé stěně a že umí vystřelit pavučinu do takové dálky, jak ve filmech předvádí? James Kakalios je na Spideyho expert; dělal odborného poradce u filmu The Amazing Spider-Man (2012), ale také u kritiky adorované adaptace Watchmenů, u Strážců (2009). Sympatický Američan nedávno už podruhé zavítal na mezinárodní festival populárně-vědeckých filmů Academia Film Olomouc a jeho přednáška opět sklidila ovace; my jsme se s ním sešli k rozhovoru ještě předtím, hned po jeho příletu do Prahy.
Kdysi byl doktor Kakalios průkopníkem, ale dnes už se tak ujetou disciplínou, jako je vědecké demaskování supertalentů, zabývá kdekdo. Například webová stránka Nerdist.com podobné věci řeší i audiovizuálně; z jejích videí získáte odpovědi na mnohé palčivé otázky dneška včetně té, zda štít Kapitána Ameriky světelná šavle prorazí, nebo neprorazí, a proč tomu tak je. A podobnými diskuzemi se často zabývají třeba Sheldon a spol. v sitcomu Teorie velkého třesku.
„Průměrný věk čtenářů komiksů se zvýšil, vyžadují faktickou správnost a chtějí se dozvídat nové věci. A když autor selže a v něčem udělá chybu, neváhají psát do vydavatelství a dožadovat se nápravy v dalších vydáních daného komiksu,“ tvrdí James Kakalios s tím, že fanoušky vědy před pár lety nesmírně otrávil snímek Ridleyho Scotta Prometheus („předkračování“ Vetřelce), kde bylo „prostě všechno špatně, od fyzikálních problémů po zobrazení vědců“.
„Věc se má takhle: lidé se dnes o vědu a techniku velice zajímají,“ vysvětluje James Kakalios. „Jenže jsou ohledně toho dost nejistí: ,Budu tomu vůbec rozumět?ʻ Pokud nedokážu vysvětlit nějakou fyzikální zapeklitost jinému vyučujícímu od nás z univerzity, dotyčný mě přeruší a položí mi otázku. Protože ví, že by měl být schopen problém pochopit, má sebevědomí a zkušenost v nasávání exaktních fakt. Jenže pokud nezvládnu něco z oblasti vědy vyložit chlápkovi, co bydlí vedle mě, ten mě nezastaví a nezeptá se – bude si myslet, že to nepobral, protože není dost chytrý. Přišel jsem ovšem na to, že když zkusíte sousedovi danou teorii vysvětlit na příkladu Supermana nebo Spider-Mana, ona nejistota se neprojeví, protože komiksáky přece dobře zná a rozumět by jim měl každý, když jsou tak oblíbení. Jde o to, svázat teorii s narativem, s příběhem, aby si to lidé vizualizovali a zapamatovali.“
Kakaliosově knize se to podařilo. Učitelé po celém světě používají příklady z ní pro výklad Ampèrova i Faradayova zákona, protože na postavách superhrdinů Electra a Magneta jde vše demonstrovat mnohem snáz než na příkladu cívky a elektrolytů, což jsou pro většinu z nás dost abstraktní a nikdy neviděné záležitosti.
Kolik se té bible milovníků fyziky a ctitelů komiksů vlastně prodalo? „Nepočítám to… Ale bude to přibližně 24 163 kusů,“ praví Kakalios s vážnou tváří. „Fyzika superhrdinů není pro fyziky, je pro nevědce. Čtenáři mých knih se v drtivé většině nestanou šéfy laborek, ale všichni jsou občany a všichni se dříve nebo později stanou voliči. A všimněte si, že se po nás jakožto po voličích v posledních letech čím dál více chce, abychom se orientovali v poměrně složitých věcech, a dokonce si na ně udělali názor – biopaliva, nanotechnologie, elektromobily, genetické modifikace, změna klimatu… Tahle slova a sousloví se objevují naprosto běžně ve volebních kampaních. A čím víc informací z vědy a techniky dokážete lidem předat, tím kompetentněji se budou na jejich základě rozhodovat a volit.“
A jak může vypadat takový rozbor fyziky pod modrými elasťáky a červenými pláštěnkami? Podívejme se (ovšem ve zkratce!), k čemu ve své Fyzice superhrdinů došel James Kakalios například u jednoho z X-Menů.
Angel
Warren Worthington III, jeden z původních členů mutantího týmu X-menů představeného roku 1963, disponuje párem křídel, která mu rostou přímo ze zad. Jenže dokázal by s tak nevhodně umístěnými perutěmi létat?
Pokud by Angel vážil 150 liber, tedy nějakých 68 kg, podle Newtonova třetího zákona by jeho křídla musela působit na okolní vzduch silou alespoň oněch 68 kg, aby se udržel nad zemí. Kdyby chtěl zrychlit, musel by samozřejmě vyvinout ještě větší sílu (vztlak mínus tíže způsobená gravitací). Pokud by křídla vyvinula sílu 200 liber, Angel by pomocí síly 50 liber (musíme odečíst jeho váhu) dosáhl vertikálního zrychlení 3,4 metrů za sekundu na druhou, takže by se z nuly dostal na rychlost sto kilometrů za hodinu v necelých devíti vteřinách (pokud zanedbáme odpor vzduchu).
Těch 200 liber by pro člověka nemusel být problém – tedy aspoň ne pro toho, který je schopen vzepřít 133 % své tělesné váhy, což na bench press zvládne mnohý pravidelný návštěvník posilovny a což „dá“ i mnohý pták, od kondora kalifornského po albatrosa stěhovavého. Problém je jinde: ptákům rostou křídla po stranách těla jako nám paže, a ne úplně nesmyslně ze zad, tudíž dokážou pohyb křídel „kotvit“ v hrudní kosti. Navíc disponují dvěma mohutnými svaly, velkým svalem prsním, který táhne křídlo směrem dolů, a hlubokým svalem prsním, jenž táhne křídlo vzhůru. S rozpětím křídel necelých pět metrů a váhou 68 kilo má Angel poměr váhy k rozpětí křídel 9 liber na stopu, tedy asi 14 kg na metr, zatímco kondor kalifornský musí unést jen 5 kg na metr křídel. A k tomu všemu si nemůže pomáhat pažemi, musel by vztlaku dosáhnout jen pomocí prsních a zádových svalů, což by z něj učinilo ohavně osvaleného a dosti neefektivního superhrdinu. A protože takto nakreslen v žádném případě není, Kakaliosova Fyzika superhrdinů má jasný závěr: „Křídla na jeho zádech jsou mnohem spíše ornamentální než funkční.“
O záhadě smrti Spider-Manovy přítelkyně Gwen (zabil ji svou pavučinou, nebo byl fatální ten pád ze stometrové výšky?), o Thorově schopnosti létat za kladivem nebo o Supermanově kryptonské síle a jejich reálnosti či nereálnosti si přečtěte v Reflexu č. 19.
