1. Θέματα

Σάν σήμερα τό 1796: Σαντί Καρνό

Τοῦ Τάσου Γέροντα


Σάν σήμερα τό 1796 γεννήθηκε ὁ Νικολά Λεονάρ Σαντί Καρνό (Nicolas Léonard Sadi Carnot), Γάλλος στρατιωτικός μηχανικός καί φυσικός, τοῦ ὁποίου ἡ διατύπωση τῶν νόμων γιά τή θεωρητική ἀπόδοση τῶν θερμικῶν μηχανῶν ἄνοιξε τόν δρόμο γιά τήν καθιέρωση τοῦ πεδίου τῆς θερμοδυναμικῆς. Ὅμως ἄς δοῦμε τήν ἱστορία του ἀπό τήν ἀρχή.


Ὁ Νικολά Λεονάρ Σαντί Καρνό γεννήθηκε στό Παρίσι. Ὁ πατέρας του Λάζαρος Νικόλαος Μαργαρίτης Καρνό ἦταν ἐξέχων στρατιωτικός μηχανικός, μαθηματικός, γεωμέτρης καί ἀρχηγός τοῦ Γαλλικοῦ Ἐπαναστατικοῦ Στρατοῦ. Ὁ Λάζαρος ἐπέλεξε τό τρίτο ὄνομα τοῦ γιοῦ του (μέ τό ὁποῖο θά γινόταν γνωστός) πρός τιμήν τοῦ Πέρση ποιητῆ Σαντί τοῦ Σιράζ. Ὁ Σαντί εἶχε καί ἕναν μικρότερο ἀδελφό, τόν Ἱππόλυτο, ὁ ὁποῖος ἀκολούθησε τά βήματα τοῦ θείου τους Μαρί Φρανσουά Σαντί Καρνό, κάποτε προέδρου τῆς Γαλλίας, καί ἔγινε πολιτικός.


Ὁ πατέρας Λάζαρος συμμετεῖχε ἐνεργά στίς ἐπαναστατικές κινήσεις τοῦ 1796, ἀλλά μετά ἀπό ἕνα πραξικόπημα τοῦ 1797 ἀναγκάστηκε νά καταφύγει στήν Ἑλβετία. Λέγεται πώς αὐτές οἱ πολιτικές ἀναταραχές στή Γαλλία συγκλόνισαν τήν παιδικά ἡλικία τοῦ Σαντί καί συνέβαλαν στή φυσική του ἀδυναμία. Μετά τήν ἐπιστροφή τοῦ Λάζαρου, διορίστηκε ὑπουργός πολέμου ἐπί Ναπολέοντα. Ὁ νεαρός Σαντί περνοῦσε λίγο καιρό μέ τήν Ἰωσηφίνα, τῆς ὁποίας τόν θεωροῦσαν ἐυνοούμενο.


Στήν παιδική του ἡλικία ὁ Σαντί ἔδειχνε ἰδιαίτερο ἐνδιαφέρον γιά τή λειτουργία τῶν μηχανῶν. Λένε πώς κάποτε ἔφυγε ἀπό τό σπίτι γιά νά περιπλανηθεῖ σέ ἕναν μύλο, ρωτῶντας συνεχῶς γιά τόν τρόπο πού λειτουργοῦν τά μηχανήματα ἄλεσης. Αὐτά τά πρώιμα ἐνδιαφέροντα τοῦ γιοῦ ταίριαξαν μέ αὐτά τοῦ πατέρα, ὁ ὁποῖος ἔτσι παρεῖχε πλήρη τεχνική ἐπιμόρφωση στόν γιό. Μέ τόσα ἰσχυρά ἐφόρια, ὁ νεαρός Σαντί στά 16 του γράφηκε στό πολυτεχνεῖο τοῦ Παρισιοῦ, τήν περίφημη École Polytechnique. Ἐκεῖ εἶχε συμφοιτητές τόν Νάβιερ καί τόν Κοριόλις καί δασκάλους τούς φημισμένους Γκαί-Λυσσάκ, Πουασόν καί Ἀμπέρ. Κατά τή διάρκεια τῶν σπουδῶν του ἐνδιαφέρθηκε γιά τή θεωρία τῶν ἀερίων καί ἀσχολήθηκε μέ τήν ἐπίλυση προβλημάτων μηχανικῆς. Μετά τήν ἀποφοίτησή του τό 1814 ὁ Σαντί ἔγινε ἀξιωματικός στό σῶμα τῶν μηχανικῶν τοῶ γαλλικοῦ στρατοῦ. Ὅμως ἡ προηγούμενη θητεία τοῦ πατέρα του ἐπί Ναπολέοντα ἔκανε δυσχερή τή θέση τοῦ γιοῦ. Ἀναλάμβανε ταπεινές δουλειές, εἶχε πολλές μεταθέσεις, ἐγραφε πολλές ἀναφορές. Οἱ πολλές καλές συστάσεις πρός τό πρόσωπό του ἀγνοοῦνταν λόγῳ τοῦ πατέρα του, ἀλλά μόλις τό 1819 ἔγινε ὑπολοχαγός καί μεταφέρθηκε στό νέο Γενικό Ἐπιτελεῖο Στρατοῦ στό Παρίσι. Ἐκεῖ ὁ οὐσιατικός παροπλισμός του τόν ὁδήγησε νά ἀφιερώσει περισσότερο χρόνο στά ἐνδιαφέροντά του. Τό 1821 ἐπισκέφθηκε τόν ἐξόριστο πατέρα του στό Μαγδεμβοῦργο. Ὁ Λ΄ζαρος εἶχ δεῖ μία ἀτμομηχανή πού εἶχε μεταφερθεῖ ἐκεῖ. Ἔτσι, πατέρας καί γιός ἀφιέρωσαν πολλές ὧρες ἀναζητῶντας θεωρίες γιά τό πῶς λειτουργοῦν οἱ ἀτμομηχανές.


Ὁ Σαντί ἐπέστρεψε στό Παρίσι ἐνθουσιασμένος μέ τήν ἀναζήτηση θεωριῶν γιά τίς ἀτμομηχανές καί τή θερμότητα. Μέχρι τότε κανείς ἐπιστήμονας ἤ ἑρευνητής δέν εἶχε ἀνακαλύψει τίς θεμελιώδεις ἐπιστημονικές ἀρχές λειτουργίας τους. Ὁ Καρνό ἤθελε νά χρησιμοποιήσει τήν ἕρευνά του γιά να βελτιώση τήν ἀπόδοση τῶν ἀτμομηχανῶν πού τότε ἔφτανε τό πενιχρό 3%. Ἦταν δύο οἱ κρίσιμες ἐρωτήσεις, τῶν ὁποίων ἔψαχνε τίς ἀπαντήσεις: ἦταν ἀπεριόριστο τό διαθέσιμο ἔργο ἀπό θερμική πηγή; Καί μποροῦσε νά αὐξηθεῖ ἡ ἀπόδοση μιᾶς θερμικῆς μηχανῆς ἄν ἀντικαθίσταντο ὁ ἀτμός ἀπό ἄλλο ὑγρό ἤ ἀέριο;



Τό 1828 ἐξέδωσε τό μοναδικό βιβλίο του μέ τίτλο Réflexions sur la Puissance Motrice du Feu (= «Σκέψεις ἐπί τῆς κινητήριας δυνάμεως τοῦ πυρός»). Τό σημαντικότερο χαρακτηριστικό τῆς μελέτης του ἦταν ἡ πρόθεσή του, διατυπωμένη ἤδη ἀπό τόν πρόλογο, νά ἀσχοληθεῖ μέ τίς βασικές ἀρχές τῶν θερμικῶν μηχανῶν, ἀνεξάρτητα ἀπό τόν σχεδιασμό τους, καί ὄχι νά ἀναφερθεῖ σέ κάποια ἀπό τίς ἤδη ὑπάρχουσες. Χρησιμοποιῶντας τή θερμιδική θεωρία γιά τή θερμότητα, κατέληξε σέ συμπεράσματα πού ἰσχύουν σέ μία γενικευμένη καί ἰδεατή μορφή θερμικῆς μηχανῆς, ἡ ὁποία ἀργότερα ὀνομάστηκε μηχανή τοῦ Καρνό. Κατάφερε νά ἀποδείξει ὅτι ἡ ἀπόδοση μιᾶς τέτοιας μηχανῆς εἶναι περιορισμένη καί ἐξαρτᾶται ἀπό τίς ἀκραῖες τιμές τῆς θερμοκρασίας λειτουργίας της.


Ὁ Καρνό παραιτήθηκε ἀπό τόν στρατό τό 1828, χωρίς νά πάρει σύνταξη. Κλείστηκε σέ ἰδιωτικό ἄσυλο τό 1832 μέ τή διάγνωση ὅτι πάσχει ἀπό «μανία» καί «γενικευμένο παραλήρημα». Πέθανε στίς 24 Αὐγούστου τοῦ 1832, κατά τή διάρκεια μιᾶς ἐπιδημίας χολέρας πού ἔπληξε τό Παρίσι. Φοβούμενοι ὅτι τά γραπτά του εἶχαν μολυνθεῖ, σχεδόν ὅλα θάφτηκαν μαζί του στήν κηδεία του - πολύ λίγα σώθηκαν. Δυστυχῶς δέν ζοῦσε γιά νά δεῖ τὀ ἔργο του νά γίνεται σεβαστό ἀπό τούς ἄλλους ἐπιστήμονες. Ὅσο ζοῦσε, τό βιβλίο του ἔλαβε πολύ λίγη προσοχή ἀπό τούς συγχρόνους του. Ἡ ἀξία τοῦ ἔργου του ἄρχισε νά γίνεται ἐμφανής ὅταν ἐκσυγχρονίστηκε ἀπό τόν Ἐμίλ Κλαπεϊρόν τό 1834 καί στή συνέχεια ἐπεξεργάστηκε ἀπό τόν Κλαούζιους καί τόν Λόρδο Κέλβιν, οἱ ὁποῖοι βασίστηκαν σέ αὐτό γιά νά εἰσάγουν τήν ἔννοια τῆς ἐντροπίας καί νά διατυπώσουν τόν δεύτερο νόμο τῆς θερμοδυναμικῆς. Ὁ Ροῦντολφ Ντῆζελ βασίστηκε ἐπίσης στίς θεωρίες τοῦ Καρνό ὅταν σχεδίασε τόν πετρελαιοκινητήρα τό 1893. Γιά τούς λόγους αὐτούς θεωρεῖται ὁ Πατέρας τῆς Θερμοδυναμικῆς.