Příspěvky

Česko-moravská stopa v historii reologie

Miloslav Pekař
Vysoké učení technické v Brně, Fakulta chemická, Brno, Česká republika

Tuhle stopu zanechal Gustav Jaumann, profesor fyziky na německé technice v Brně, kde strávil více než 20 let, po předešlých necelých dvaceti letech, během kterých působil v Praze. Jeho jméno nese korotační derivace (tenzoru napětí) v mechanice kontinua, ač právě ono bývá často opomíjeno, jak ještě v roce 1961 upozorňuje William Prager. Prof. Erwin Lohr jej ve své smuteční řeči označil za  prvého německého fyzika, který ve svých přednáškách začal používat dyadický (dnes tenzorový) počet.

Gustav Jaumann se narodil 18. dubna 1863 v Karánsebesi, kde jeho otec sloužil jako vojenský komisař. Karánsebes, německy Karansebesch, dnes leží v Rumunsku, ovšem tehdy patřil pod svrchovanost Rakouského císařství (resp. Uherska jako korunní země tohoto císařství), kam patřily i Čechy a Morava. Ležel tehdy ve správním území se zvláštním názvem (i statusem) Vojenská hranice (někdy též Krajina). Jaumann maturoval na pražské reálce v roce 1880, poté studoval na chemickém oddělení pražské techniky (školní rok 1880/1881) a na technice ve Vídni (1881-1883). Maturitu pak složil ještě na gymnáziu a poté studoval na univerzitě v Praze (1883-1885). Od roku 1885 zde byl asistentem Ernsta Macha, rodáka z Chrlic u Brna. V roce 1890 obájil doktorát prací Einfluss rascher Potentialschwankungen auf den Entladungsvorgang – Vliv rychlých fluktuací potenciálu na proces vybíjení a v témže roce se i habilitoval jako soukromý docent pro obor fyzika. Byl Machovým spoluautorem u středoškolské učebnice Grundriss der Naturlehre für die oberen Klassen der Mittelschulen –Půdorys vědy pro vyšší třídy středních škol (poprvé vyšla v Praze roku 1890). V roce 1893 byl na pražské univerzitě (tehdy nesoucí jméno c.k. Karlo-Ferdinandova) jmenován mimořádným profesorem experimentální fyziky a fyzikální chemie, zřejmě i díky vřelému doporučení E. Macha, který byl členem posuzovací komise. Tím končí jeho asistování u Macha. Během jeho profesorského působení byl na univerzitě založen fyzikálně-chemický ústav.

V červenci roku 1901 přechází do Brna, kde se stává řádným profesorem fyziky na německé technice (od 19.7.). Na tomto místě působil až do své smrti v roce 1924. Ve školním roce 1912/13 byl rektorem německé techniky, pro chemickou obec je jistě zajímavé, že v letech 1908-1910 byl děkanem jejího odboru technické chemie (Abteilung für technische Chemie nebo Chemisch-technische Fachschule).

Na začátku své odborné dráhy se věnoval experimentální fyzice, později se zaměřil na fyziku teoretickou. Navrhl např. zdokonalení Thomsonova elektrometru, později se zajímal o katodové záření, z čehož vznikla jeho vlastní teorie světla. Snažil se také sjednotit základy fyziky a chemie pomocí minimálního počtu konstant.

Jeho odborné zaměření během brněnského působení bylo významně ovlivněno knihou J. W. Gibbse pojednávající o vektorové analýze (z roku 1902), kterou posléze využíval ve svých pracích. Nepoužíval však vektorově-tenzorovou terminologii, např. tenzor napětí nazýval Spannungsdyade – dyad napětí, tenzory třetího a čtvrtého řádu Triaden a Tetraden. Jako perličku uveďme citaci z Kučerovy učebnice mechaniky tuhých těles (z roku 1921), kde se Jaumannovo dílo Die Grundlagen der Bewegungslehre – Nauka o pohybu krátce hodnotí jako zcela nevhodné pro začátečníky, neboť „…překypuje původností svého autora, často tak, že se stává téměř nesrozumitelným. Vektorový počet, jehož autor veskrze užívá, obohatil v dyadickém počtu ještě o nový pojem rotorických dyad.“ Na druhou stranu prý, dle Herberta Bednarczyka, psal přesně a fyzikální obsah podával živými větami.

Kniha z roku 1911, uvedená níže, také docela jasně zavádí pojmy jako tok entropie, lokální produkce entropie, tedy klade základy nerovnovážné termodynamiky (kontinua), což je ještě méně zmiňovaný Jaumannův průkopnický přínos. Stál u počátku formulování principu objektivity mechaniky kontinua. Jeho myšlenky o formulaci materiálových rovnic, splňující bilance energie a entropie, jak je běžné v moderní mechanice a termodynamice kontinua, je dle Bednarczyka možno nazývat Jaumannovou metodou.

Poznamenejme ještě, že podle historizující knihy Tannera a Walterse korotační derivaci publikoval již před Jaumannem Stanislaw Zaremba (v roce 1903), působící na univerzitě v Krakově. S tím polemizuje Bednarczyk tvrdící, že Zaremba publikoval onen vztah ve složkové formě, Jaumann jej odhalil nezávisle a znal již v té době, ale nepublikoval bezprostředně; do dnešní doby se udržel přesně Jaumannův zápis. Jaumann také důsledně odlišuje smykovou a objemovou viskozitu.

V Moravské zemské knihovně v Brně je uloženo celkem 29 položek s jeho jménem. Mezi nimi například Die Grundlagen der Bewegungslehre – Nauka o pohybu (1905; zde se právě objevují zárodky korotační derivace), Elektromagnetische Theorie – Elektromagnetická teorie (1908), Geschlossenes System physikalischer und chemischer Differenzialgesetze – Uzavřený systém fyzikálních a chemických diferenciálních zákonů (1911; zde se ona derivace objevuje v plné a, možno říci, současné formě), Theorie der Gravitation – Teorie gravitace (1912), Longitudinales Licht (1895) nebo jeho inaugurační řeč jakožto rektora německé techniky zvoleného na rok 1912/1913 s názvem Die neueren Anschauungen über das Ende der Welt – Novější představy o konci světa.

V roce 1905 byl, po své čtvrté žádosti, zvolen dopisujícím členem císařské Akademie věd ve Vídni. Všechny čtyři žádosti nesou, mimo jiných, podpůrný podpis Ernsta Macha, poslední, úspěšná, také podpis Ludwiga Boltzmanna. V roce 1911 obdržel Haitingerovu cenu udělovanou právě rakouskou Akademií věd za výsledky v chemii a fyzice, u kterých se prokázal vysoký přínos pro praktické využití v průmyslu; webové stránky o této ceně uvádejí, že to bylo právě za korotační derivaci. V tomtéž roce se ucházel, spolu s Albertem Einsteinem, o uvolněné místo profesora fyziky na pražské univerzitě. Poté, co byl na seznamu uchazečů umístěn na druhém místě, právě za Einsteinem, svou kandidaturu stáhl. Byl dále dopisujícím členem Společnosti pro podporu německé vědy, umění a literatury v Čechách, členem akademie věd Leopoldina nebo členem odborného kolegia technického Muzea průmyslu a řemesla ve Vídni.

Profesor Jaumann zemřel 21. července 1924 na srdeční mrtvici při přechodu Ramoljochu v Tyrolských Alpách (údolí Ötztal). Byl pohřben poblíž, v obci Vent – jak píše krátká zpráva o jeho úmrtí – uprostřed hor, po nichž tolik rád putoval. Obšírná učebnice podávající jeho náhled na společné základy fyziky a chemie tak zůstala nedokončena, resp. nevydána. Jaumannova rodina měla po jeho smrti žádat prof. Erwina Lohra, Jaumannova žáka a nástupce na brněnské německé technice, o zajištění vydání tohoto spisu. Pokud v tomto směru něco podniknul, neuspěl, údajných téměř dva tisíce strojopisných stran tohoto díla je patrně ztraceno. Jak o tom dle Bednarczyka psal Gustav Jäger v nekrologu, poklady skryté v Jaumannově díle ještě čekají na objevení, zjevně dodnes.

Poznámka: Šišma ve své korespondenci uvádí, že Gustav Jaumann bydlel ve Sturmově ulici 13. Sturmgasse – Sturmova ulice – byla za první republiky Dobrovského, za války opět Sturmova, po válce a nyní Jana Uhra. Číslo 13 je roh Jana Uhra a Jiráskovy ulice.

Doplněk – srpen 2024:

Vydali jsme se do Ventu a navštívili tamní kostelík s přilehlým hřbitůvkem. Hřbitov byl v 80. letech minulého století rekonstruován, asi 30 hrobů skrývá zesnulé většinou za posledních 40-50 let a snad všichni z místních rodin. Jaumannův hrob zde není. Starší paní, která tu zalévá květiny, reaguje na jméno Jaumann i Brno a ukazuje, kde měl být. Myslí si, že staré kříže jsou někde uloženy. Jak je spolehlivá, nevíme; víc se zde nedá zjistit. Jaumannova stopa ve Ventu je tak už mlhavá; v kostelíku i na ukázaném místě zapalujeme svíčku – je 100 let od jeho úmrtí.

Prameny

1. Bednarczyk H. Josef Finger und Gustav Jaumann zwei Pioniere der heutigen Kontinuumsmechanik. Österreichische Ingenieur- und Architekten-Zeitschrift (ÖIAZ), 135(10), 538–545 (1990).
2. Bericht über die am 6. Dezember 1924 stattgefundene feierliche Inauguration des für das StudienJahr 1924-1925 zum Rector Magificus gewählten…, str. 4. Brünn: Verlag der Deutschen Technischen Hochschule, 1925.
3. Brünner Zeitung (179), 1 (1901).
4. Kučera B. Základy mechaniky tuhých těles; str. 294. Praha: Nakladatelství JČMF, 1921.
5. Lohr E. Prof. Dr. Gustav Jaumann …. Verhandlungen des naturforschenden Vereines in Brünn, 59 (1922-24), str. XXXI-XXXII. Brünn 1925.
6. Personal-Stand und Vorlese-Ordnung an der Deutschen Technischen Hochschule in Brünn, 1923-24, str. 112. Brünn: Verlag der Deutschen Technischen Hochschule, 1923
7. Prager W. An elementary discussion of definitions of stress rate. Quarterly of Applied Mathematics, 18(4), 403-407 (1961).
8. Šišma P. Učitelé na německé technice v Brně 1849-1945. Praha: Společnost pro dějiny věd a techniky, 2004.
9. Tanner R.I., Walters K. Rheology: An Historical Perspective. Amsterdam: Elsevier, 1998.
10. https://de.wikipedia.org/wiki/Gustav_Jaumann
11. https://en.wikipedia.org/wiki/Haitinger_Prize
12. https://cs.wikipedia.org/wiki/N%C4%9Bmeck%C3%A1_vysok%C3%A1_%C5%A1kola_technick%C3%A1_v_Brn%C4%9B
13. https://www.europeana.eu/cs/item/9200148/B7B13758652901F7FB1F8F8E60958A091217BAA0
14. Brünner Zeitung. Brünn: Mährischer Landtag, 07.08.1901, 1901(179), s. 1. Dostupné také z: https://dnnt.mzk.cz/uuid/uuid:943fd560-c8d8-11e4-8935-001018b5eb5c
15. JAUMMANN, Gustav. Geschlossenes System physikalischer und chemischer Differentialgesetze, 1. Wien: K.k. Hof- und Staatsdruckerei, 1911, s. [1a]. Dostupné také z: https://dnnt.mzk.cz/uuid/uuid:fee18641-7073-44af-8120-7fd15e5f02b5
16. Personal-Stand und Vorlese-Ordnung an der k.k. technischen Lehranstalt in Brünn. Brünn: K.k. technische Lehranstalt, 1909, 1910(1909-1910), s. 160. Dostupné také z: https://dnnt.mzk.cz/uuid/uuid:7877a2f0-b677-11e8-b888-5ef3fc9bb22f
17. Moravská zemská knihovna (https://www.mzk.cz).

Čtěte více