Článek
Vědecká revoluce v 17. století byla jedním z přelomových momentů v moderních lidských dějinách. Právě v této době učinil člověk definitivní přechod k vědeckému myšlení a chápání světa, jenž po několika dalších stoletích vyústil až v cesty do vesmíru, výzkum vlastního genomu nebo třeba i vznik atomových zbraní. Podívejme se nyní na některé z významných vědeckých vynálezů oné doby, které nám (obvykle ve značně zmodernizované podobě) slouží dodnes a bez jejichž objevu či vynálezu by lidstvo nastoupilo cestu k hlubokému vědeckému poznání mnohem později, pokud vůbec.
---------
Mikroskop
Vznik většiny biologických věd by nebyl možný bez mikroskopu, optického zařízení pro zvětšování obrazu. Bez objevu buněk, choroboplodných mikrobů nebo třeba lidských vajíček a spermií by poznání světa kolem nás bylo nepředstavitelně chudší a nepřesnější. Ačkoliv vynálezy pro zvětšení obrazu přicházely již ve starověké Číně a Asýrii, skutečný mikroskop je až dílem raného novověku. Existují sice domněnky, že velmi primitivní mikroskop i dalekohled možná sestrojil středověký učenec Roger Bacon ve 13. století, toto tvrzení však nelze s jistotou prokázat. Za skutečného vynálezce mikroskopu tak bývá považován až holandský výrobce brýlí Hans Jansen a jeho syn Zacharias Jansen (asi 1580–1638), kteří údajně kolem roku 1590 sestrojili první funkční optický mikroskop. Roku 1609 pak geniální italský učenec Galileo Galilei (1564–1642) přichází se zdokonaleným mikroskopem s konkávními i konvexními objektivy a již roku 1612 předvádí svůj vynález (pod přezdívkou occhiolino) polskému a litevskému králi Zikmundovi III. Vasovi (1566–1632). V letech 1619 a 1622 představuje tento vynález v Londýně a Římě holandský vynálezce Cornelius Drebbel (1572–1633), který mikroskopickou techniku pomáhal rozvíjet od samého počátku. V roce 1625 konečně přichází s pojmenováním mikroskop Němec Johann (Giovanni) Faber z Bamberku (1574–1629). V dalších desetiletích se tento vynález nadále zdokonaloval a postupně umožnil vědcům, jako byl anglický badatel Robert Hooke (1635–1703), objev a výzkum původu nemocí, způsob rozmnožování člověka i jiných organismů a vnitřní stavbu živých i neživých matérií, čímž přispěl k pochopení podstaty života i okolního světa obecně.
---------
Dalekohled
Jakýmsi pomyslným opakem mikroskopu je dalekohled, umožňující vidět do mnohem větší vzdálenosti a spatřit i daleká tělesa v lepších detailech. Je pochopitelné, že moderní dalekohledy (teleskopy) vznikaly ve stejné době jako mikroskop, ostatně mikroskop byl v podstatě jakýmsi „vedlejším produktem“ při výrobě dalekohledů. Také optické pomůcky pro zlepšení zraku byly známé již v dávných dobách, za datum vzniku skutečného dalekohledu však bývá považován až rok 1608. Tehdy vyrobil první funkční přístroj tohoto typu německo-holandský výrobce čoček Hans Lippershey (1570–1619), ačkoliv i v jeho případě není prvenství zcela nepochybné. Na objev dalekohledu si pomyslný nárok činí také již zmíněný Zachariáš Jansen a Jacob Metius z Aalkmaru (1571–1624/31). Všichni zmínění vynálezci experimentovali s optikou a je velmi pravděpodobné, že se k výrobě funkčního jednoduchého dalekohledu skutečně dobrali. Rychlost vývoje dokládá fakt, že Galileo Galilei si technologický princip dalekohledu osvojil již rok po jeho první výrobě a ihned se nesmazatelně zapsal do dějin astronomie (mj. objevem čtyř největších Jupiterových měsíců). Ačkoliv dalekohled měl své významné využití v mořeplavbě i ve vojenství, největší význam přinesl právě při výzkumu vesmíru. Z toho důvodu byli nejčastějšími průkopníky ve zdokonalování těchto zařízení právě astronomové, jakým byl i Christiaan Huygens (1629–1695), matematici jako Isaac Newton (1632–1723) a mnozí další. Dalekohledy v době před nástupem moderních výzkumných metod v neviditelném spektru představovaly jediný zdroj poznání o okolním vesmíru a jejich role v pochopení dynamiky mimozemských těles a stavby vesmíru je nezastupitelná.
---------
Mercatorovo zobrazení
S postupem objevování a dobývání světa prodělávala v 16. a 17. století rozmach také kartografie. S novým přístupem, který natrvalo změnil možnosti mapového zobrazení světa, přišel roku 1569 vlámský kartograf Gerhard Mercator (1512–1594). Jeho válcové zobrazení využívají od konce 16. století zejména námořníci, prakticky dodnes pak i piloti letadel v rámci navigačních map. Na rozdíl od do té doby běžného zobrazování map použil Mercator válcové zobrazení, kdy povrch zeměkoule promítl pomyslně na válec, a ten následně rozvinul do roviny. Tím vznikla pravoúhlá síť poledníků a rovnoběžek, která podstatně lépe posloužila k navigaci na moři i ve vzduchu. Problém byl pouze v tom, že ostrovy nebo kontinenty, nacházející se dále od rovníku, se na ní jeví jako podstatně větší než ve skutečnosti jsou (například Grónsko, které je ve skutečnosti svojí rozlohou téměř 15krát menší než africký kontinent, se zde jeví zhruba stejně velké). Přesto představuje zavedení Mercatorovy mapy revoluční událost v dějinách kartografie a dodnes některou její variantu využívají mnohé mapové a navigační služby na internetu, například i Google Maps. Jak bylo v dějinách běžné, po samotném autorovi jeho vynález nadále vylepšovali a zpřesňovali další lidé. Mezi nimi je vhodné zmínit například anglické matematiky Edwarda Wrighta (1558–1615) nebo jeho krajana Thomase Harriota (1560–1621).
---------
Teploměr
Historie vynálezu teploměru sahá přinejmenším na konec 16. století. Tento významný přístroj, bez kterého by mnohá odvětví průmyslu dnes takřka nebyla možná, je již zcela běžnou součástí většiny domácností. Ještě před několika staletími však bylo jediným způsobem, jak zjistit aktuální teplotu vzduchu nebo zahřátého tělesa nechat jej působit na vlastní receptory v kůži. V případě výroby kovů nebo třeba vypalování keramiky byla vodítkem barva, která ukazovala přibližnou teplotu. Zřejmě nejstarší vědeckou metodou určování teploty bylo využití principu roztažnosti kapalin. Již slavný antický vynálezce Hérón z Alexandrie popsal v 1. století n. l. jakýsi primitivní měřič teploty na základě roztažnosti vzduchu. Stejného principu pak využil počátkem 16. století Galileo Galilei, který k tomu účelu využil skleněnou trubičku, zakončenou malou baňkou. Přístroj ještě neměl stupnici a stejně jako většina prvních „prototypů“ byl spíše hračkou či kuriozitou než skutečně využitelným přístrojem. Teploměry (nebo také termoskopy) však byly nadále vylepšovány a v roce 1631 se objevil první přístroj, který využíval jako teploměrnou látku kapalinu místo vzduchu. Jeho tvůrcem byl francouzský lékař a chemik Jean Rey (1583–1645), který pro tento účel využil obyčejnou vodu. Brzy se ale ukázala nevhodnost vody, která má malou teplotní roztažnost. Proto o deset let později přichází s lihovým teploměrem sám toskánský velkovévoda Ferdinand II. Brzy se však ukázalo, že nejvhodnější náplní teploměrů je rtuť. Není také jisté, kdo jako první vyrobil teploměr se stupnicí, mezi pravděpodobnými kandidáty jsou přitom benátský matematik Francesco Sagredo (1571–1620) a jeho krajan Santorio Santorii (1561–1636) v letech 1611 až 1613. Jak ukazují spletité dějiny vědeckých objevů, také teploměr rozhodně nebyl jediným hotovým objevem – jeho koncept naopak vznikal postupně a podílelo se na něm množství geniálních osobností 17. století.
---------
Tzv. holandský teleskop na ilustraci z díla „Emblemata of zinne-werck“, publikovaného v roce 1624. Jedná se o jedno z nejstarších zobrazení dalekohledu.
---------
Barometr
Barometr, tedy přístroj měřící atmosférický tlak, byl zřejmě vynalezen italským lékařem a matematikem Evangelistou Torricellim (1608–1647). Barometr je přístroj, používaný dnes zejména v meteorologii, kde pomáhá určovat průběh počasí. Obvykle bývá při vyšším tlaku jasno, zatímco při nízkém tlaku lze očekávat změnu počasí na deštivé. Barometr je tak vlastně specifickým druhem tlakoměru. Torricelli vynalezl v roce 1643 rtuťový barometr, jinak také zvaný kapalinový tlakoměr. Tento velmi přesný přístroj udává tlak vzduchu díky výšce rtuťového sloupce ve skleněné trubici. Na svůj vynález tento Ital přišel, když řešil z pověření toskánského velkovévody praktický problém, jak dostat vodu pumpami do výšky 12 metrů. Dnes jsou tyto přístroje samozřejmě nesrovnatelně dokonalejší a přesnější než za dob italského vynálezce, právě Torricelli však udělal nezbytný první krok. Své nadání pro matematiku projevil již velmi mladý, ještě před svou smrtí roku 1642 pozval Torricelliho k přátelské rozmluvě sám Galileo Galilei, jehož nadchnula monografie o pohybu projektilů, vypracovaná mladým vynálezcem. Torricelli sám také konstruoval mikroskopy a teleskopy, brousil čočky a působil jako profesor matematiky na Univerzitě v Pise. Zemřel bohužel předčasně při epidemii břišního tyfu roku 1647. Kromě vynálezu barometru nám po něm zbyl také Torricelliho zákon, popisující rychlost proudění kapaliny otvorem v boku nádoby. Při popisu malých tlaků nebo tlaku krevního se zároveň na jeho počest používá jednotka Torr. Torricelli přispěl k meteorologii ještě jednou zásluhou – jako první popsal mechanismus vzniku větru, coby rozdílné teploty a hustoty vzduchu na dvou různých místech.
---------
Objev vakua
Objevitelem vakua, tedy vlastně – s nadsázkou řečeno – ničeho, byl nadaný měšťan z Magdeburku Otto von Guericke (1602-1686). Tento německý vynálezce a vědec jako první prokázal, že něco jako vakuum skutečně může existovat a velmi důmyslně tento poznatek prezentoval. Von Guericke působil celých 30 let (1646 až 1676) také jako starosta Magdeburku, byl talentovaným filozofem a experimentoval s vývěvami, vzduchovými kompresory a manometry. V roce 1660 také vynalezl primitivní stroj, vyrábějící statickou elektřinu, jakýsi první elektrický generátor. Tento jednoduchý přístroj, jehož přesnou podstatu ani sám vynálezce plně nechápal, byl později využit k pokusům s elektřinou. V roce 1650 se Otto von Guerickemu díky vynálezu funkční vývěvy povedlo vytvořit částečné vakuum. Popřel tak aristotelovské dogma, že „příroda nesnese prázdnotu.“ O třináct let později ohromil veřejným pokusem, kdy demonstroval úžasnou sílu atmosférického tlaku za pomoci koňské síly. Jeho Magdeburské polokoule se od té doby staly pojmem. Tyto dvě měděné polokoule byly k sobě přitlačeny vzniklým tlakem, vytvořeným za pomoci vývěvy (zařízení na odčerpání vzduchu z uzavřené nádoby). Ani spřežení osmi koní nedokázalo od sebe tyto hemisféry odtrhnout, což vyvolalo úžas veřejnosti i přítomného panovníka. Při napuštění vzduchu zpět do polokoulí se však od sebe snadno oddělily bez použití síly. Podobné příběhy mohou znít úsměvně, ale všechny velké objevy dneška stojí právě na takových počátcích. V případě objevu vakua šlo například o nezbytný předpoklad rozvoje mnoha odvětví elektroniky. 17. století tak můžeme právem považovat za skutečný milník v dějinách vědy a techniky – dobu, kdy byl nastartován skromný počátek budoucího velkolepého rozmachu technologické éry lidstva.
---------
Mechanický kalkulátor
S rozvojem matematických a fyzikálních věd vyvstávala potřeba stále přesnějších měření a také početních operací, nezbytných v obchodě, stavitelství i přírodních vědách. Prvním skutečným sčítacím strojem byl zřejmě mechanický kalkulátor Wilhelma Schickarda (1592–1635), profesora na univerzitách v Tübingenu a Württembergu. V roce 1623 vyrobil německý učenec stroj, který údajně sčítal, odčítal, násobil i dělil. Šlo zřejmě o tři různé stroje sestavené dohromady. Dodnes se bohužel žádný nedochoval, o jeho podobě však víme díky korespondenci, kterou Schickard adresoval hvězdáři Johannu Keplerovi v roce 1624. Zdá se, že tento stroj byl vybaven šestipolohovým sčítacím strojkem s přenosem desítek, násobícím strojkem a tzv. Napierovými počítacími válečky. Největší slabinou stroje bylo nepřesně vytvarované zoubkování, které jeho schopnosti zřejmě výrazně limitovalo. Zajímavé je, že Schickard získal prvenství ve výrobě počítacího stroje až v 60. letech minulého století, kdy byla objevena jeho korespondence v Keplerově pozůstalosti. Do té doby byl za pionýra ve výrobě mechanických kalkulátorů považován francouzský génius Blaise Pascal (1623–1662). Ten začal s výrobou počítacích strojů již ve svých 18 letech a zhruba po 50 zavržených prototypech představil roku 1645 veřejnosti svoji „Paskalínu“. Šlo o osmimístný sčítací stroj, usnadňující práci například výběrčím daní, jakým byl i vynálezcův otec. Mnohé z těchto jednoduchých počítacích strojů se dodnes nacházejí v muzeích celého světa. Paskalína měla rovněž velkou nevýhodu v tom, že neusnadňovala násobení a dělení. Kalkulátory proto i v dalších desetiletích vylepšovali talentovaní vynálezci a matematici, zejména pak Němec Gottfried Wilhelm Leibniz (1646–1716). Tomu se v roce 1675 podařilo zkonstruovat strojek, který již zvládal všechny čtyři aritmetické operace a dočkal se také uznání Francouzské akademie věd. Vzhledem k tomu, že tehdejší mechanické dílny nedosahovaly potřebné úrovně kvality drobných mechanických součástí, na zásadní pokrok si bylo třeba počkat až do 19. století.
---------
Literatura:
Kraus, I. (2001). Dějiny evropských objevů a vynálezů: Od Homéra k Einsteinovi. Academia, 330 str.
Štoll, I. (2010). Dějiny fyziky. Prometheus, 600 str.
Pickover, C. A. (2014). Kniha o fyzice: Od Velkého třesku ke kvantovému znovuzrození: 250 milníků v dějinách fyziky. Argo, Dokořán, 536 str.
Koutský, K. (2015). Učenci a šarlatáni. Baset, 360 str.
Černotík, J. (2018). Od pazourku k nanotechnologiím: 449 křižovatek v dějinách lidstva. Triton, 736 str.
---------
