METODICKÝ PRŮVODCE

PŘEDMĚTEM

DĚJINY TECHNIKY

1

ÚVODNÍ POZNÁMKY, NÁVOD K PRÁCI S TEXTEM

Zařazení předmětu ve studijním programu

Předmět Dějiny a filosofie techniky představuje v rámci projektu „Výuka humanitních předmětů na VUT“ určitý most mezi disciplinami humanitními a technickými. Spočívá totiž na jedné straně na poli odborných technických věd a na druhé straně svého oblouku je zakotven v humanitních disciplinách, a to především dějinách, dějinách lidského myšlení, filosofie, ale i v dějinách umění, dějinách ekonomických učení i dějinách lidské společnosti. Již tím je vyjádřeno jedno ze základních „sdělení“ tohoto předmětu - že technika není pouze „technickým“ nebo „technologickým“ fenoménem. Každé technické dílo, každá inovace a vynález se zákonitě promítá do všech ostatních oblastí lidského individuálního i společenského života. Tyto dopady a důsledky je možno hodnotit z různých hledisek. Lidé, kterým je technika životním posláním, směřují obvykle k přesvědčení, že technika lidský život pouze rozvíjí a zkrášluje. Každá mince však má i svou druhou stranu. Mnohý technický objev znamenal přinejmenším vážný životní problém pro ty, kteří danou věc dělali „postaru“. Železnice zkomplikovala život formanům, moderní tkalcovské stavy se staly pohromou pro domácí tkalce, atd. atd. Proto nebyla nová technika vždy vítána, a její zavedení bylo spojeno s nutnosti nově uspořádat celé složité předivo daných společenských a ekonomických vztahů. V naší současnosti, charakteristické nadprodukcí zboží, tato stránka techniky ještě více do popředí. Každý stav technického tvoření si vynucuje určitou formu společenského uspořádání, a naopak, každá filosofická koncepce vymezuje technice určitý prostor. Technická tvorba se tedy odehrává ve složitém předivu veskrze „netechnických“ vztahů a disciplin. Technika zasahuje do lidského života i jinak. Kdysi se zoufalec ještě vždy mohl jít živit tím, že se stal metařem nebo šel do hotelu mýt nádobí. Těchto zaměstnání, ve kterých člověk nepotřeboval žádnou kvalifikaci, valem ubývá. Nádobí v restauracích myje stroj, obsluhovaný jediným kvalifikovaným člověkem. Ulice zametá pojízdné zařízení s poměrně vysoce kvalifikovanou obsluhou. Jsou i další a další důsledky technického pokroku, jejichž důsledky jsou přinejmenším dvojznačné.

Komplex informací i problémů tohoto předmětu je nekonečný. Tyto texty jsou především metodickým průvodcem, odkazujícím k další literatuře a snažící se o ucelení jednotlivých dílčích pohledů.

2

Úvod do předmětu

Dějiny a filosofické souvislosti techniky jsou jako široká rozlehlá krajina, kterou člověk může zkoumat a procházet různým způsobem. Je možno vycházet z jednoho bodu do všech směrů a znovu se vracet na stejné místo, je možno chodit křížem krážem, nebo po řádcích v tom či onom směru. Každý způsob má své výhody i své odůvodnění. Jde však o nalezení optimální metody, která by nejen nejlépe odpovídala potřebě budoucího technika, ale která by byla rovněž pedagogicky opodstatněná. Pedagogický zřetel vede i zde k nutnosti tematického rozdělení navzájem složitě a komplikovaně se proplétající látky. Výsledná syntéza jednotlivých dílčích témat je pak již vlastně samostatným intelektuálním činem samotného studenta – sám si uvědomí, že například moderní automobil je jednotou dosaženého stupně vyvinutých materiálů, motorové jednotky, elektroniky, chemie, atd.

3

4

Uspořádání a charakteristika jednotlivých modulů

Modul č. 1: PŘEDPOKLADY A POČÁTKY VĚD A TECHNICKÉ TVORBYNáplň modulu: Tento modul, jehož obsah může tvořit náplň prvních dvou hodin

připomíná nejen předpoklady člověkovy schopnosti tvořit nové, dosud neznámé a neviděné skutečnosti, nýbrž i některé příklady tohoto tvoření, jak je možno je pozorovat v raných a nejranějších fázích vývoje lidské civilizace.

Přínos: Látka tohoto modulu uvede studenta do souvislostí počátků vývoje člověka a způsobu, jakým využil své anatomické i intelektuální vlohy k tomu, aby se postupně vymanil z absolutní závislosti na přírodě. Znalost počátků lidského tvořivého myšlení a jednání může v člověku probudit obdiv a úctu k lidem pradávných generací.

Předpokládaná doba studia: Předpokládaná doba studia je závislá na úrovní obecných znalostí v oboru historie. Látku je možno probrat za 1 dvouhodinovou přednášku

Modul č. 2: PŘÍNOS STAROVĚKÝCH CIVILIZACÍNáplň modulu: Ve starověkých civilizacích dochází k velmi efektnímu uplatnění všech

vloh, které člověk má, a jsou znásobeny vznikem velkých centralizovaných států. Látka je soustředěna především na počátky matematiky a raných forem mechaniky či přírodních věd, ostatní stránky budou probrány v příslušných konkrétně zaměřených modulech.

Přínos: Znalost abstraktních či teoretických vědomostí velkých kultur starověku může být pro člověka překvapivá a inspirující. I tento modul přivádí studenta k vědomí, že rané kultury dosahovaly na tomto poli pozoruhodných výsledků.

Předpokládaná doba studia: Studium starověkých kultur je dobrým doplňkovým zájmovým polem pro každého vzdělaného člověka. Probrání této látky bude věnována 1 dvouhodinová přednáška.

Modul č. 3: HMOTY, SUROVINY, MATERIÁLYNáplň modulu: Lidský život i technická tvorba se bezprostředně dotýkají hmoty, ona je

jejich jevištěm, počátkem i finálním produktem mnoha myšlenek. Znalost materiálů je nezbytným předpokladem pochopení každé epochy a umožňuje postihnout právě tyto hranice, které byly takto lidské tvorbě položeny, a velikost snahy tuto hranici prolomit nebo posunout. Metalurgie je navíc jedním z největších průmyslových odvětví, ve kterém se setkávají výsledky dalších technických odvětví, a je tedy nejlepším prosturem pro vstup do dalších kapitol.

Přínos: Velká část materiálů i postupů, o ketré bude v daném oddílu řeč patří zcela historii, jejich znalost je však pro technika neodmyslitelným požadavkem. Inženýr jakéhokoliv oboru, který by nevěděl co je to vlková pec nebo pudlovna by byl nebyl věrohodný ani na svém odborném poli.

Předpokládaná doba studia: Látka tohoto modulu je velmi bohatá a rozsáhlá a vyžaduje 3 dvouhodinové přednášky.

Modul č. 4: NÁSTROJE, STROJE, STROJÍRENSTVÍNáplň modulu: K hmotě neodmyslitelně patří nástroj, který má rovněž své dlouhé

dějiny. Člověk bývá definován jako tvor, vyrábějící nástroje, a proto patří neodmyslitelně k němu. Lze takřka říci, že jaký člověk, takový nástroj a naopak. Nástroj si ve svém vývoji a zdokonalujících se formách rovněž vynucuje přiměřenou organizaci a vede nezadržitelně k překonání řemeslnické malovýroby. Strojírenství se pak stává jedním z nejrychleji a

5

nejprogresivněji se rozvíjejícím oborům, který má rozhodující vliv na podobu výrobků, které budou na konci řetězce.

Přínos: Znalost dějin nástrojů a strojírenství má krom jiných kladných důsledků i významný efekt kulturně-historický, protože strojírenství či vůbec formy výroby ovlivňují sociologickou tvář místa, kraje i země.

Předpokládaná doba studia: I tento modul bude při největší možné stručnosti vyžadovat 2 dvouhodiny přednášek.

Modul č. 5: ZDROJE MOTORICKÉ SÍLYNáplň modulu: Ještě více než nástroje charakterizuje člověka moudrá či přímo mazaná

snaha nechat za sebe točit klikou něco jiného, ať již je to jiný člověk, zvíře, voda, vzduch či elektromotor. Dobrodružná cesta člověka k novým zdrojům energie je rovněž jednou z osnov dějin techniky.

Přínos: Dějiny technických inovací v tomto oboru umožňují nejlépe pochopit podstatu dějů, při kterých přichází na svět objev či vynález. Na motoreh je velmi dobře vidět, jak se se malé inovace postupně propojují a slévají, až se výsledný stroj stane fungujícím a obchodně úspěšným, V tu chvíli jsou ovšem již patrny jeho hranice a limity, což otevírá nové kolo dalšího hledání. Na těchto příkladech posluchač pochopí, jak to v technice chodí, že je kolektivním dílem známých i neznámých.

Předpokládaná doba studia: Tento modul patří k nejobsáhlejším a zasahuje do mnoha dalších, proto bude nutno mu věnovat 4 dvouhodiny.

MODUL 1 PŘEDPOKLADY A POČÁTKY VĚD A TECHNICKÉ TVORBY

Materiální a duchovní Úsvit lidské technické tvorby začíná svítat již tam, kdy si jedna z větví primátů osvojí

chůzi po zadních končetinách a přední tím osvobodí pro činnost, kterou lze nazvat prací. O té je možno mluvit tam, kde je tato činnost zacílena k proměně nějaké přírodniny na základě předem hotové představy. K oddělení člověka od ostatních primátu došlo asi před 22 mil. let, nástroje se objevují u Australopitheca před 5 mil. let. Jeho pokračovatel na cestě k člověku, Homo habilis žil na Zemi asi před 2 mil. let. Od něj vědou dvě větve – Homo neandertalensis (vyhynul) a Homo sapiens, který do této fáze dozrál asi před půl mil. let. Australopithecus opracovával dřevo, Hhomo habilis i kámen. Před půl mil. let se člověk naučil používat oheň a asi před 150 000 let se naučil oheň i rozdělávat. Oheň je základní a zlomový objev, který je i proto spojen s mnoha mýty. Nejprve slouží jen k zahřívání – australští domorodci nosí s sebou dodnes místo oděvu hůlky na rozdělávání ohně (vaření se mohlo objevit teprve tehdy, až byl oheň známou, zvládnutou a zavedenou skutečností) Před 80 – 60 tis. Nastalo poslední velké zalednění, a v době jeho prvního většího ústupu před 40 – 50 tis. lety se člověk vyvinul v člověka dnešního typu. Období 40 – 10 tis. let před n.l. je začátkem dělby práce a později směny výrobků, s čímž se pojí i první schopnosti počtářské..

Společenskou základnou této vývojové fáze je řeč – je již tehdy nejmocnějším prostředkem soudržnosti i dalšího rozvoje, je základním prostředkem uchovávání, předávání i

6

šíření informací. Řeč umožňuje spolupráci a koordinaci při kolektivních činnostech. Zatímco systém koordinace oka a ruky byl zděděn, koordinace a komplex sluchu a řeči je novým výtvorem. U zvířat jsou zvuky projevem emocí, což kdesi hluboko zůstává i u člověka, nadto je rozvíjena významová složka, a to v poesii i magii. Instinkt je nahrazován společenským formováním a tradicí.

První statisíce let svých dějin žil tedy člověk odkázán na přírodu a na to, co mu poskytla – nad tímto základem se začíná zvedat kulturní krajina lidského vědomě tvořivého jednání, které má od samého svého počátku dvě základní složky: složku materiální a složku duchovní. Tyto dvě komponenty jdou spolu ruku v ruce, případně jedna druhou dočasně relativně „předstihuje“ jako nohy při chůzi. Chtít najít odpověď na otázku co je primární je podobné jako zkoumat, zda byla dříve slepice nebo vejce. Tyto složky se navzájem nepřetržitě vzájemně ovlivňují a vyrovnávají. Práce je tedy spojením intelektuální a manuální schopnosti. Toto spojení se ovšem uskutečňuje v souvislosti s celkovým raným způsobem „osvojení“ si světa, tedy vytvoření představového rámce pochopení jsoucna a člověkova místa v něm. Tento rámec je z našeho hlediska fantaskní, a to především zosobněním přírodních sil a vůbec všeho, co člověka obklopuje. S postupným uvědomováním si svého já vzhledem k ostatnímu světu přiřazuje totiž člověk stejnou měrou podobné svébytné bytí (a jistou inteligenci) tvorům, věcem a jevům. Odborně religionisticky se tento stav nazývá animismus.

V těchto podmínkách se rodí základní vzorec tehdejšího lidského jednání. Tento důležitý (a do jisté míry dodnes používaný) archetyp se mohl zrodit přibližně takto: Člověka žene k činu obvykle nějaká nouze, nějaký nedostatek. Jistý panující nežádoucí stav (hlad, chlad, žízeň) chce člověk vědomě cíleným jednáním změnit ve stav žádoucí. Řekneme tedy, že nežádoucí stav A má být jednáním změněn v žádoucí stav B. Jednou z prvních reflektovaných zkušeností, kterou člověk na této cestě udělal, je to, co se člověku stává dodnes: cílené jednání k změně nežádoucího stavu se setká s nezdarem, je neúspěšné. Hladový člověk vyjde na lov obstarat potravu a neuloví nic. Je dokonce možná i přímo katastrofická verze – je sám něčím uloven. Tato skutečnost se nazývá heteronomie cílů a výsledků a bude to provázet člověka pokud bude na světě. Heteronomie cílů a výsledků znamená, prostě řečeno, že to, co nastává následkem lidského cíleného jednání není jednoduše a vždy to, co člověk chtěl. Míra i příčiny této heteronomie mohou být různé a pestré, a důsledně ji z lidského života odsttranit by mohla pouze vševědoucnost a všemohoucnost, což však nejsou atributy lidské. Člověk se tedy musí s onou heteronomií nějak vyrovnat. Dnes by patrně člověk takovou skutečnost neúspěšného lovu kauzálně a racionálně rozebral, a hledal by, kde se stala chyba. Buď vyšel na lov v nevhodný čas, či se ke zvěři blížil po větru a ona utekla, atd. Při dalším pokusu by se při vystříhání se těchto chyb měla akce podařit. I my však víme, že i když se všech zjištěných chyb vyvarujeme, stejně 100% jistotu úspěchu nadále nemáme. Náš ranně myslící člověk vyřešil věc jinak a svým způsobem systémově. Usoudil, že ona dvojzákonnost cílů a výsledků pramení z toho, že výsledek je synergicky ovlivňován nějakým dalším činitelem, jakýmsi tajemným X. Od takto definované situace dále se všechno lidské jednání větví na dvě cesty. Na jedné straně člověk i nadále racionálně a cíleně jedná, tedy vychází k hledání potravy, spolu s tím však působí na onoho tajemného činitele, a to tak, aby si ho naklonil, získal, aby ho zainteresoval.

Toto jednání je známo pod souborným názvem magie. Artefakty raných kultur jsou součástí tohoto magického rámce jejich cíleného jednání. Nejznámější je magie napodobivá, zvaná též sympatická či sympatetická, při které člověk kresbou, plastikou, pohybem předznačuje žádoucí stav a dává tak oné tajemné síle jakýsi vzor k napodobení. Jsou to kresby zvěře probodané oštěpy, stejně jako amulety sympaticky předznačující plodnost, jako např. Věstonická Venuše. S magií byla v pozdější době výrazně spojena metalurgie, kde proměna nevzhledného kamene v čistou blyštivou krůpěj kovu vnímal člověk jako zázrak a dar nebes.

7

Propracovanější formy magie a náboženských forem, do kterých ona sama byla „zabalena“ zajišťuje svoji kontinuitu obřady, v nichž významnou roli hrají symboly. Jsou to všemožné pokusy působit slovně nebo symbolicky na onu tajemnou sílu a přes ni na přírodu, manipulativně ji ovládat a měnit. Tento vývoj postupně vykrystalizovává ve známé formy raného náboženského myšlení - v tabu, posvátno, mana. Lidské jednání jde tedy po oněch dvou kolejích, po linii racionálního jednání, limitovaného mírou informací o povaze dějů a spolu s tím i po linii onoho magického ovlivňování. Duchovní složka může být vzhledem k materiální jak hnací, tak brzdící silou. Celkem je však možno říci, že formalizace určitých magických představ a postupů často brání nejen jejich pochopení, ale i změně. Přesto však dochází k takřka nepřetržitému vývoji v oblasti racionálního poznání a a „zvládnutí“ lidského cíleného jednání. O tom svědčí všechny doklady pokroku v oblasti výroby nástrojů a užitných předmětů. Magie nikdy onu racionální složku zcela nepotlačila. Vztah je o to složitější, že dosažené poznání se zapracovává do magických představ a postupů, které se stávaní nositelem now-how. Vztah mezi duchovní a materiální kulturou je tedy složitý a mnohostranný a nelze je od sebe dokonca ani přísně oddělit – magie v sobě často obsahuje racionální prvky.

Zkoumáním hmotné základny je možno dojít k tomu, že člověkem vyráběné nástroje jsou si v jistých údobích a oblastech podobné – nejde tedy o náhodná individuální díla, nýbrž kulturní čin. Jednotnost však není absolutní – na jejím pozadí dochází k variacím a inovacím, fixování účinných změn a ke kombinaci prvků. Musí zde být přítomna jistá představa vyráběného nástroje, rozpracované pazourky svědčí o racionálním rozvrhu a přípravě materiálu. Nástroje vznikají nejen rozbíjením a štěpením výchozího materiálu, ale též jeho spojováním. Objevují se oděvy a patrně i ozdoby, především magické amulety.

Začátek racionálního uchopení světa (o kterém lze mluvit již v čase panující magie) je dán samou strukturou fyzického vesmíru a smyslového i motorického mechanismu lidského těla. Vše začíná ve vztahu člověka k jeho fysickému okolí. Co se stane na druhém konci klacku, pohneme-li jedním? Na těchto elementárních otázkách a zkušenostech je budována celá základní mechanika. Již primitivové tak začínají postupně rozlišovat oblasti, kdy mohou na základě zkušenosti určit co se stane, a oblasti, kde jsou odkázáni na magii. Relativně statický řád byl ovšem osnovou celého myšlení – jakékoliv vybočení z ustálené tradice je považováno za nebezpečné. Mohlo by znamenat náhlý zvrat celého řádu. Bylo vždy bezpečnější nic neměnit, dokud to nebylo nezbytně nutno. Člověk spíše opakoval a napodoboval, než vědomě objevoval a vynalézal. Jistým motorem inovací byla buď změna přírodních podmínek, kdy se člověk musel přizpůsobit nové situaci, nebo přesun do jiné lokality, ve které tradiční postupy uplatnit nebylo možno. Technika vedla ke změnám způsobu života – umožňovala rozšířit obyvatelné území, a úspěšné použití nové techniky (žďáření) přinášelo další problémy, formulující nutnost objevení dalších inovací – nebo zahynutí. Bájný motiv sedmihlavého draka, kterému po useknutí každé hlavy narostou tři nové, je nejstarší zobecněnou zkušeností lidstva, a je oporou velmi silného konservativního smýšlení, a to u mnoha přírodních národů až dodnes.

Pro rozvoj techniky byly důležité již ty inovace, které nastaly již v lovectví – oštěp, vrhací hůl, bumerang, prak, bolaso, založené na složitějších dynamických a aerodynamických pohybech, rozvíjejí původní jednoduché umění házet kameny a klacky. Ještě významnější je objev luku, ke kterému došlo v pozdějším období starší doby kamenné. U luku dochází k uvolnění nahromaděné energie, je to tedy svým způsobem první stroj, a nadto i jeden z důležitých obráběcích nástrojů – lukový vrták, i zařízení k rozdělávání ohně. Je to též první strunný nástroj.

V nejranějších fázích vývoje člověka je pochopitelně nesnadno vystopovat podobu kvality tak duchovní a niterné, jakou je způsob a stav poznání přírodních zákonů a zákonitostí. Prvním způsobem, kterým si člověk osvojuje svět je mýtický příběh. Mýtus propojuje

8

univerzum do jednoho živoucího celku, ze kterého se člověk necítí být nijak vydělen. Přesto jsou již zde položeny základy, které budeme dále sledovat v tomto sloupci. . V samých začátcích Je člověk pro nedostatek teoretických poznatků nucen spokojit se pouhou empirií, zkušeností, avšak i ta se stává základní látkou pro zobecnění a vznik abstraktních pomůcek, s jejichž pomocí se daří problémy efektivněji zvládat. V zápase o existenci, pro který je vzhledem k ostatním tvorům člověk poměrně málo vybaven s stává jeho rozhodující silou něco jiného. Je to dobrá koordinace ruky, vybavené vratiprstem, oka a především druhá signální soustava. Ta umožňuje intuitivně cítit jak věci fungují. Takto intuitivně je pochopen jeden z prvních jednoduchých mechanismů, který člověk začal využívat – páka. Ještě dříve, než se zrodí nějaká teoretická věda, ovládá člověk touto podvědomou mechanikou své prvotní mechanické nástroje. Mechanika je zároveň první názornou učitelkou logického myšlení. Člověk starší doby kamenné se živí hlavně sběrem a lovem a na konci této epochy má již k dispozici vrhací zbraně, luky, harpuny, praky a oštěpy. Uvědomuje si specifickou povahu kapalin a dovede si vyrobit nádoby k jejich přenášení.Vlastnosti vzduchu mohl člověk poznávat a využívat u zbraní foukacích. Vrták poháněný tětivou luku je prvním mechanickým převodníkem přímočarého vratného pohybu na vratný otáčivý. Jeho využití je pestré – od vrtání až po rozdělávání ohně. Prvními z těchto teoretických pomyslů bude pojem velikosti a počtu – větší, menší, stejný, a počet, který je nejprve vnímán pouze v komparaci – méně než, více než. Důležitým impulzem pro teoretické myšlení je složitější způsob obživy, jaký představuje lovectví a především zemědělství. Je nutno uvažovat o vlastnostech materiálu, stejně jako se ukazuje nezbytnost určitého způsobu předvídání. Bezprostřední praxe je doplňována, obklopována a do jisté míry i řízena projevy probouzejícího se lidského intelektu. Nejvýznamnějším mezníkem teoretického myšlení je objevení se vědomí počtu, které by dle některých dokladů mohlo spadat do období kolem 30 000 let před n.l. od 8. Tisíciletí se rozvíjející zemědělství a budování opevněných sídel městského typu představuje z hlediska teoretického poznání značný kvalitativní nárůst požadavků i poznatků. Přechod k usedlému způsobu živote umožňuje budovat zařízení, založená na již známých nebo dosud neznámých fyzikálních principech. Tyto kapitoly však docházejí plného rozvinutí až ve velkých kulturách starověku, kde se poprvé z kvanta empirických poznatků vytváří raná podoba „vědění“, tedy schopnosti v různé míře abstrahovat teoretické poznatky. Projevuje se nejprve především tím, že člověk ví „jak“, i když se ještě nedovede ani ptát a už vůbec ne si odpovědět na otázku „proč“.

Přehled

400 000 ante - používání ohně 50 000 - kostěnné nástroje, barvení 35 000 - mnoho druhů hrotů oštěpů a šípů 30 000 - jeskynní nástěnné kresby, opracované mamutí kosti a kly 2 500 - začátek období megalitických staveb v Anglii a Francii

Agrární revoluce, zemědělství a jeho technologické imperativy Agrární revoluce znamenala jednu z nejzávažnějších takřka skokových proměn,

kterou lidstvo ve svém vývoji prodělalo.Je to vyústění rozvoje, ke kterému došlo na konci mladší doby kamenné, a tato fáze proběhla v Malé Asii a v Evropě přibližně v rozmezí od 9. – 7. Tisíciletí ante. Proces „sedentarizace“ tedy postupného usazování se, spojený s domestikací zvířat a obděláváním půdy byl vyvolán patrně relativním přelidněním, které již nemohlo poskytnout dostatek obživy ani sběračům, ani lovcům. Zemědělství je však proti těmto předzemědělským způsobům obživy spojeno s  celou řadou dalších „nezbytností“, které

9

posunou i vývoj techniky velmi výrazně. Je to v prvé řadě nutnost trvalých staveb, které jsou takřka symbolem zemědělství. Zemědělství však učí myslet v novém horizontu, umožňuje lépe pochopit vztah příčiny a následku, z čehož profitují řemesla i věda. Potřeba nástrojů probouzí k životu specializovaná řemesla, jejichž existenci zároveň v rámci širší dělby práce umožňuje. Tkaní s sebou nese jistou geometrickou pravidelnost, což je v jistém smyslu základem geometrických představ a matematiky. Předení je vedle lukového vrtáku prvním úkonem, zahrnujícím rotaci. Ta je pochopitelně podstatou jedné z nejdůležitějších inovací – hrnčířského kruhu. Zemědělství je ovšem z hlediska i nadále nomádsky žijících pospolitostí vnímáno jako úpadek - je to stereotypní a namáhavá činnost na rozdíl od dobrodružství lovu. Zemědělec se vrací po celodenní práci z pole a přitom si nic domů nenese. Zde se zrodilo ono pojetí práce jako bezduché otročiny, i obraz civilizace jako úpadku a pádu. S touto interpretací je možno se setkat v mnoha mytologických látkách. Není již příležitost pro skvělé lovy a velké hostiny, není dobrodružství a svobodě, je pouze stálá obava, zda zásoby vydrží či nevydrží, zda zbude či nezbude na osetí pole. Zemědělec je pro kočovníka politováníhodným chudákem, drnohryzem a lakomcem. Sedentarizace je tím rovněž prvním dokladem vlivu, jaký má techniky (resp. způsob obživy) na lidské myšlení, povahu a metalitu.

Zemědělství přináší formalizaci náboženství, myšlenku oběti a náznaky teokratických tendencí. Technologický imperativ zemědělství vyvolává nutnost dalších inovací, ve sféře výroby i společnosti. Je to především trvalé a záhy i opevněné sídliště. Prvním takovým je nejspíše Jericho zabírající rozlohu asi 2,5 ha a mající asi 2-3000 obyvatel, na kterém je možno vidět i postavení těchto zemědělských oblastí uprostřed namnoze ještě nomádského světa. Nejdůležitější stavbou tohoto zemědělského a patrně i obchodního centra jsou hradby a citadela. Prvním technologickým imperativem je totiž změna vztahu k zemi, k půdě, která již nemůže být považována za jakési všelidské svěřenství, jak to chápali kočovníci. Zemědělec si musí jasně označit ten kus země, který obdělává, a nadto musí celý cyklus od setby až po sklizeň tento kus země bránit, a to právě před nomády, žádné soukromé vlastnictví neznajícími a neuznávajícími. Dále vystupuje potřeba nástrojů, korespondující s tím, že vydělení se zemědělství umožňuje první velkou dělbu práce mezi zemědělci a řemeslníky. Toto rozdělení je pochopitelně dáno především přírodními podmínkami – úrodné končiny bývají zhusta chudé na rudy a stavební materiál, v těžko obdělavatelných horách bývá situace opačná. Součástí i zprostředkovatelem této dělby je pochopitelně i obchod. Rámec celé této nové situaci dává nová společenská forma, nadrodová organizace státu jako další nevyhnutelnost. Je vyvolána v život nejen častou nutností kolektivního úsilí při zvládání především zavodňovacích děl, nýbrž i společné obraně, která již nemůže být efektivně organizována jednotlivými rody. Je to tedy stát, státní administrativní aparát a stálá armáda, co je pro zemědělství technologicky stejně nezbytné jako orací hák nebo motyka. Nový směr a nový rozvoj probíhá i v oblasti duchovní. Zemědělství svou podstatou vede k náboženstvím, ve kterých výrazně vystupuje cykličnost, korespondující s ročními dobami a jejich projevy ve vegetaci a tím i v zemědělcově životě. Zemědělská náboženství ospravedlňují i přisvojování si přírůstku a obsahují magické prvky, soustředěné především do uzlových období – slunovraty, rovnodennosti atp. To souvisí i s nutností slunečního kalendáře, jehož sestavení je podstatně složitější než u dříve zcela vyhovujícího kalendáře založeného na měsíčních fázích. Složitější nadkmenové státní formy (i to je důsledek zemědělství) vyžaduje též novou nadkmenovou náboženskou legitimaci. Náboženství se formalizuje a profesionalizuje. To vše je tedy logickým vyústěním té původně tak jednoduše vypadající myšlenky – zůstat na místě, postavit si příbytek a obdělávat pole.

Oblast racionálně prožívaných zájmů a očekávání byla sice vzhledem k našemu současnému životu malá, ale není žádný důvod se domnívat, že by se pravěký člověk cítil ve svém světě méně bezpečný než člověk dnešní.

10

Všeobecné podmínky a počátky vzniku vědy

Přirozenými podmínkami je možno rozumět určitou mírnost životních podmínek, a vznikla v krajích bohatě horizontálně členitých, s blízkostí moře a mírnou členitostí vertikální. Společenské podmínky je možno vidět v upevnění svazků uvnitř rodiny, rodu, kmene, nádoda a státu, avšak i vyšší stupeň stratifikace a dělby práce. Zvykové právo a morální kodex spočívaly na náboženských základech. Právo zaručovalo jistou míru společenského řádu, důležitý byl vznik měst. Hospodářství přešlo od lovu a primitivního sběračství zcela k zemědělství, které předpokládalo nalezení mnoha kauzálních souvislostí, jako souvislosti mezi semeny a rostlinami, a pod. Domestikace zvěře předpokládá objevení souvislostí mezi početím a plozením. Se zemědělstvím souvisí vznik řemesel, která předpokládají ovládnutí ohně, vynález a výrobu řemeslných nástrojů, znalost materiálů a jejich vlastností, jednoduchou formu směny a obchodu s využitím vodní dopravy a dalších dopravních možností. Civilizace ve smyslu sociálního řádu, který umožnil vznik duchovní kultury, předpokládá zajištění duchovních potřeb a kontinuitu výživy. Will Durant k tomu lapidárně poznamenal: "Civilizace spočívá především na zásobách potravin. Katedrála a kapitol, museum a koncertní síň, knihovna a univerzita jsou fasády, v pozadí všeho jsou jatka." Dalším předpokladem je sociální a kulturní střetávání a vazby, které jsou umožněny rozvojem lodní dopravy , ale i válkami a invazemi. Důsledkem společenské dělby práce byl vznik stavů, tříd a kast, zejména pak duchovního stavu. Dělba práce poskytla určitým vynikajícím jednotlivcům a vrstvám určitou míru volného času. Ti získali svobodu od bezprostředního získávání potřeb. Volný čas byl předpokladem tvořivé duchovní práce. Zvídavost a touha po vědění jsou člověku vlastní.

Duchovní předpoklady jsou samy nástroje myšlení a zde především jazyk. Vznik jazyka vysvětluje několik teorií a neméně hypotéz. Známe pouze poslední akt tohoto vývoje. Jazyk je nástrojem dorozumění, předávání poznatků, výchovy. Ani vědecké myšlení se nemůže osvobodit od svých jazykových východisek. Písmo existuje v podstatě ve dvou podobách. Buď zaznamenává přímo pojmy, jako písmo obrázkové, nebo označuje hlásky. za objevitele hláskové abecedy jsou považováni Féničané. Od nich převzali abecedu Řekové, jejichž abeceda je i základem latinky. Je ovšem možno, že Izraelité (kanaanci) znali hláskové písmo ještě před Féničany. Řekové ovšem označovali zvláštními znaky nejen souhlásky, ale i samohlásky. Vznik písma souvisí patrně s kultovními potřebami - hieroglyf. Písmo umožňuje fixaci a předávání poznatků, a tím i vědu. Národy bez písma nedospěly k vědě. Vědomí Vědomí kvantity. První představy o čísle a tvaru pochází již ze starší doby kamenné, paleolitu. Představy o počtu se nejprve formulují ve vnímání vztahu mezi dvěma množinami – více, stejně, méně. Podle současného stavu archeologie lze říci, že nejstarší objevený doklad, svědčící o schopnosti člověka vnímat a zaznamenat představu určitého množství je tzv, „vrubovka“, nalezená na jižní Moravě, a to v sídlišti lovců mamutů v jeskyni Pekárna ve Věstonicích. Je to stehenní kost mladého vlka, do které je vyryto 55 zářezů. Její stáří se odhaduje na 10 – 20 tisíc let. Podobné nálezy byly učiněny i jinde v Evropě, stejně tak jako v Asii a Africe. Vrubovky představují zatím jediný doklad, vztahující se k zrodu matematického myšlení u člověka. Není ani zřejmo k čemu se zaznamenané počty vztahují. Hledání původu matematických a lze celkově říci předvědeckých představ lze vést cestou „paleopsychologie“ (viz Štefan Znám a kol., „Pohĺad do dejín matematiky“). Lze izolovat čtyři psychické potence člověka, které ovlivnily rozvoj matematického myšlení, a tím dále a dalekosáhle i rozvoj, směřující k myšlení technickému a v jistém smyslu i vědeckému. Jsou to: paměť, fantazie, víra v kauzalitu a schopnost tvořit algoritmus.

11

Paměť je jednou z rozhodujících předností člověka před ostatními tvory. Člověk se vyděluje a formuje jako tvor, který není řízen či naprogramován instinkty. To znamená, mimo jiné, že člověk žije v čase. Uvědomuje si minulost, je schopen zpracovat své zážitky do podoby "zkušenosti", které je schopen uplatnit v budoucnosti. V tom je základní mechanismus pokroku a zdokonalování, který se ve své podstatě nezměnil dodnes. Nelze ovšem pominout, že paměť má i svou stinnou stránku, související pak s jinými oblastmi lidské kultury. Paměť je schopna uchovávat a bolestně zpřítomňovat špatné a tragické zážitky. Odstraňování tohoto břemene je jedním z poslání magie i umění.

Fantazie je schopnost dotvářet realitu do obrazů, existujících pouze v dané mysli. Tak je dokreslen chaotický obraz světelných bodů hvězd na obloze do postav, tak jsou dokresleny přírodní jevy a síly do podoby bytostí, nemajících reálný předobraz. Fantazií dokáže člověk hypostázovat jednotlivé přírodní síly, jevy, svoje stavy a vše, co se do jeho života promítá. Napětí mezi realitou a jejím fantazií dotvořeným obrazem je věčným napětím filosofie i vědy – fantazie je prvním mohutností, kterou člověk používá výkladu přírodního dění. Oddělit realitu od fantazie je nesnadné, ne-li nemožné – tak těsné a plodné je to spojení. V matematice je právě fantazie „conditio sine qua non“, tedy nezbytnou podmínkou. Nikdo nikdy neviděl projekční rovinu, komplexní číslo nebo více než trojrozměrný prostor. Fantazie stojí za onou vrcholnou abstrakcí, kterou je sám počet. Jak abstrakce, tak idealizace je dílem fantazie – geometrické tvary bez ní nelze vnímat, pochopit a pracovat s nimi. Trefně řekl jeden vědec, že k matematice je třeba více fantazie, než k popisu krás ženského těla.

Magie a kauzalita – i tyto fenomény se objevují již velmi záhy. O mechanismu magie je řeč ve slopci C, zde je možnou pouze podtrhnout, že základní myšlenkou magie je kauzální spojení určitého jednání s určitým následkem. I když se tato kauzalita týká z našeho hlediska spojení nereálných, probuzené vědomí kauzality je zcela reálné. Aby nastalo něco, musí být předtím učiněno to a ono. Kauzalita je jistým vyhraněným způsobem vnímání souvislostí jevů, což je obecnější a ještě více uplatnitelný princip. Člověk je postupně schopen si uvědomovat souvislosti čaoprostorové, souvislosti, spojující podobné jevy a je schopen zasahovat do dějů formou napodobování něčeho, co shledal být účinným. Křesáním kamene o kámen tak člověk napodobuje přírodní děj, který například mohl vidět při dopadu kamene na skálu. Kauzální spojení je podstatou prvního regulačního principu mezilidských a společenských vztahů. Je to tabu. Každé tabu je vlastně kauzální vazbou příčiny (přestupku, hříchu) a následku (trestu), případně dále i souvislostí mezi přestupkem a nezbytným jednáním, majícím zlý následek odvrátit (oběť, očišťování). Tabu představuje nesmlouvavý kauzální výklad nějakého vztahu. Náboženství se dále vyvíjí ve směru k pružnějším formám, avšak jistá „tabu“ jsou i ve vývoji mladého člověka nepostradatelnou formou seznámení se s kauzalitou, mající takřka podobu přírodního zákona, neodvratného a nesmlouvavého. Není třeba dodávat, že bez schopnosti vnímat kauzalitu jako způsob vzájemného vztahu mezi jevy není možná ani mechanika, ani fyzika, ani matematika.

Rituál a algoritmus. Magické kauzální působení se neděje chaoticky. Ritus představuje stanovený pořad, jehož dodržení je podmínkou úspěšnosti. Rutuál svým způsobem zachraňuje magii v případě neúspěchu – ten je vyložen tak, že obřad „nebyl vykonán přesně“. Přesnost, která je nezbytná v matematických operacích má svoji první lekci v ritiálu. I několikadenní slavnosti a obřady jsou školou, kterou může v budoucnosti člověk stejně dobře uplatnit v matematice a geometrii, ale také například při výrobě železa . Algoritmus je něco, bez čeho není možná ani věda, ani technika. Zní to podivně, ale tato schopnost se rodí v kouzelníkových čárách, kterými přivolává déšť.

12

MODUL 2 VĚDA A TECHNIKA VE STAROVĚKÝCH CIVILIZACÍCH

Počátky věd a techniky ve starověkých civilizacích

Obecná charakteristika Jak již bylo zmíněno, vznik státu patří do jisté míry k „technologickým imperativům“

zemědělství jako způsobu obživy. Na tomto základě se na světě objevilo historicky vzato takřka současně několik civilizací, které navzdory své odlišnosti nesou určité společné rysy. Právě tyto civilizace svým centralistickým nadrodovým zřízením umožnily rozvinout všechny objevy předcházejících fází. Možnost disponování do té doby nepředstavitelným množstvím lidských zdrojů umožnilo dosáhnout na poli rozvíjejících se věd, stavitelství, a řemesel takové úrovně, která pak nadlouho nebyla překonána. V tomto přehledu nám nejde o obecné obecné a politické dějiny těchto kultur, nýbrž především o postižení technických inovací, které se na pozadí daného civilizačního prostředí objevily.

Egypt

Přírodní podmínky Právem se říkalo, že Egypt je darem Nilu. Nil byl nejen zdrojem vláhy, přicházející formou pravidelného rozvodnění (v Egyptě prší jednou za 20 let) a umožňující 2 – 3 sklizně, nýbrž byl i dopravní tepnou, propojující onen dlouhý úzký pás obyvatelné a obdělavatelné země, jakou Egypt byl. Egyptská kultura byla ovlivněna jistým řádem a pravidelností přírodních podmínek, řádem, k kterém nebylo nesnadno věřit že je všeobjímajícím řádem kosmickým – maat. Myšlenka řádu, která je v podstatě tím, co drží tyto nadrodové celky pohromadě, má k technice celkem ambivalentní vztah. Na jedné straně je zemědělství i technická tvorba součástí tohoto řádu, a dostává se jim přiměřeného místa, na straně druhé je Ŕád vždy spojen s jistou statičností. Prostor pro inovace není tedy samozřejmý a prosazují se selektivně či mimoděk. Je pochopitelné, že od počátku lidských dějin je oborem s nejšíře otevřenými dveřmi pro inovace armáda a vojenství. Ta tvoří též masovou poptávku a je masovým odběratelem řemeslných výrobků. Zde je také počátek rodícího se umění organizovat taková množství lidí, jaká se „přirozeně“ nikde nevyskytuji. Mezi oněmi významnými kulturami starověku nalezneme kultury „militaristické“ i „nemilitaristické“, to je však vždy spíše táno nezbytnou mírou obrany, záležící na strategické poloze. Dané říše a charakteru jejích hranic. Egypt si např. mohl dovolit být se svými přírodními hranicemi méně militaristický než Assyrie, nicméně role vojenství je u obou stejná a stejně významná. Egypt sám byl bohatý ve smyslu své úrodnosti, skladba zdrojů surovin a rud však nepokrývala celou šíři potřeb. Soběstačný byl v těžbě kamene – lomy v Karnaku, u Asuánu. Kvalitní dřevo muselo být dováženo z východního Středozemí. Méně soběstačný byl Egypt v nalezištích vzácných kovů a kovových rud. Zlato bylo dováženo z Núbie, měděné rudy se těžily na Sinajském poloostrově. Politické a vojenské ovládání těchto nalezišť (ležících mimo Egypt) je prvním příkladem toho, že „technologický imperativ“ zasahuje i do zahraniční politiky a definuje tam své sféry zájmů.

13

Klima je dobrým vkladem, který zúročuje i Egypt. Subtropické podmínky sice nevytvářejí tak silný tlak na vyvinutí lidského úsilí o přežití, avšak potřeby příbytku a ošacení neodčerpávají přílišný díl z celkového vynaložitelného úsilí.

Mechanika a fyzikaMechanika jako teoretická věda má své počátky ve zobecněných zkušenostech, které

nabyl člověk v zacházení s prvními nástroji. Každý z oněch raných nástrojů představuje určitý mechanický princip, který má člověk na mysli, když onen nástroj hledá nebo tvoří.

Prvním nástrojem je prodloužení ruky v podobě hole, kyje, větve nebo podobného předmětu. Posléze zakřivena slouží jako bumerang k házení. první vynálezy jako hrnčířství, tkaní, vaření a pečení potravin patří bezesporu ženě, zatímco k formám uměleckým přivedl ty věci nejspíše muž. To souvisí se smyslem žen pro konkrétnost a mužů pro abstrakci.

Babylonská a egyptská fyzikaObě mocnosti, obývající území „úrodného půlměsíce“ spolu v celých svých dějinách soupeřily. Toto soupeření můžeme vidět i v oblasti myšlenkové, v oblasti poznání. Každá z těchto kultur měla svou vlastní silnou stránku – tak se má zato, že Babyloňané a Chaldejci byli nejlepšími matematiky, zatímco Egypťané znali lépe geometrii. V obou kulturách bylo vědění výsadou kněží, kteří byli privilegovanou vrstvou. Toto stavovské prostředí zrození nejranějších forem vědy mělo tu dobrou stránku, že se dařilo a podařilo udržet kontinuitu vzdělání, a to i v podmínkách někdy dramatických výměn dynastií. Kněžstvo představovalo relativně stabilní třídu, fungující jako relativně nezávislé „centrum moci“ vedle panovníka. I zde se však záhy začala projevovat stinná stránka spojení teoretických poznatků s funkcí především náboženskou. Kněží se sotva mohli zbavit mýtických „skořápek“ poznání, a to se v jisté fázi stává jeho brzdou. Navíc, kněží tvořili uzavřené spolky, které své vědění tajily. Okruh zasvěcených a v tomto smyslu vzdělaných osob byl tedy velmi přísně omezen. Pro pochopení celkového rámce rodící se fyziky je nutno si připomenout celkový obraz světa, vlastní těmto kulturám. To umožní jednak pochopit hranice možnosti poznání některých fyzikálních principů, tak i pouze tudy vede cesta k pochopení látek, které se starověkem souvisejí. Tím jsou především biblické knihy Starého zákona. S těmito starověkými představami, vycházejícími z naivně materialistických představ, opřených o smyslové vnímání a mýtický rámec. S tímto starověkým obrazem světa zápasil ještě Kryštof Kolumbus, Mikuláš Koperník a Galileo Galilei. Země má v tomto obraze ústřední místo. Je to plochý či mírně vypouklý kruhový disk, v jehož středu je vždy ústřední svatyně dané kultury a okraj tvoří hory. Ty brání obvykle zároveň zaplavení země, protože ta plove na Oceánu. Nad zemí se klene obloha, nad kterou je jednak nebeský oceán, ale současně též sídlo bohů. Ze strany země je nebe jevištěm astronomických úkazů, které jsou ovšem dokonale božským divadlem, protože všechna nebeská tělesa jsou považována za bohy. Obloha pak dále umožňuje, aby otvory v ní padala voda z nebeského oceánu v podobě deště na zem, současně však jsou v ní také průzory, kterými probleskuje nebeský oheň, planoucí nad oceánem. To jsou svítící body na noční obloze. V noci je ovšem Slunce skryto za západními a východními horami, odkud se vždy znovu ráno vydává na svou pouť. Sedm nebeských těles bylo považováno za posvátná: Slunce, Měsíc, Merkur, Venuše, Mars, Saturn a Jupiter. Tento počet koresponduje s posvátným počtem 7, a též s naším sedmidenním týdnem. Kdesi v hlubinách země pak bylo podsvětí, říše mrtvých. Tento obraz světa měl v každé kultuře své specifické rysy, ovšem při obdivuhodných podobnostech v celkovém rámci. Odlišnosti v poznání základů fyziky je do jisté míry dáno odlišnostmi v přírodních a společenských podmínkách, ve kterých jednotlivé kultury žily

14

V rovinách údolí Eufratu a Tygris se vystřídalo několik kultur. Již první z nich, Sumerové, dokaázali měřit základní fyzikální a geometrické veličiny. Systém jejich fyzikálních jednotel byl velmi dokonalý, a lze s ním srovnávat teprve až systém metrický. Jednotkou délky byl dvojloket elle, který byl dlouhý 992,3 mm. To odpovídá délce sekundového kyvadla v zeměpisné šířce Babylona. Plochy a objemy měřili Sumerové v odpovídajících plošných a objemových jednotkách. Dokázali měřit úhly, základním úhlem jim byl vnitřní úhel rovnostranného trojúhelníka, rozdělený v šedesátkové soustavě na 6O dílů. I toto dělení používáme dodnes. Údaje o změřených úhech vyvolávají předpoklad, že znali dioptr (průzor) a k těmto měřením ho používali. Pozoruhodné jsou metody měření času. Používalo se gnómonu, tedy svislého zahroceného obelisku. Zatímco Egypťané měřili délku stínu, Mezopotámci úhel vrženého stínu, tedy úhlovou odchylku od místního poledníku. V Mezopotámii se čas měřil také vodními hodinami, a to podle hmotnosti vody, vyteklé z velké nádoby otvorem ve dně. Do nádoby stále přitékala voda, což zajišťovalo stálou výšku hladiny a to pak přesnost měření. Den se dělil na 6 sussu, což bývá překládáno jako „stráž“ nebo „bdění“. Každé bdění se dále dělilo na 10 hodin a ta na 24 minut po 60 sekundách. Hmotnost vody, vyteklé za určitou dobu byla jednotkou hmotnosti. Tak byly vlastně různé jednotky koherentně propojeny. dĚlení jednotek na 60 dílů souvisí s šedesátkovou soustavou, která vystřídala desítkovou. U nás je šedesátková soustava zastoupena jednak v dělení časových jednotek a úhlů, ale též v pojmu „kopa“. Jsme-li u kopy, ta se u nás dělí na 4 mandely po 15, případně 5 tuctů po 12. 12 tuctů tvoří veletucet o 144 jednotkách. Číslo 60 mělo u babylonců zvláštní význam, podobně jako číslo či počet 7, tedy počet planet. Rozeznávali rovněž 7 barev dury, resp 7 interferenčních barev objevujících se v olejové skvrně plovoucí na vodě. Význam počtu 12 byl dán 12 zvířetníkovými souhvězdími. Spolu s počtem 40 to byly počty, označující velmi často více než počet, tedy kvantitu, spíše kvalitu. V literárních památkách i v biblických látkách uváděné počty a míry mají často právě tuto vlastnost. Nejsou to přesné výsledky exaktního měření, nýbrž výrazy symbolické, znamenající spíše „úplnost“, „velkou velikost“, případně „dokonalost“. Pojem pro tisíc užívaný v hebrejštině znamená zároveň asi tolik, jak „houf“ nebo „velmi mnoho“. Pokud pak člověk bude brát číselné údaje v jejich numerickém významu, dojde obvykle k počtům mnohonásobně vyšším, než jaké měl sám pisatel na mysli. Astronomická pozorování, konaná ovšem v rámci starověkého oberazu světa, dokázala již velmi přesně určit délku roku a zákonitost měsíčních a slunečních zatmění. Seznamy hvězd a jiná přesná pozorování, která se konala od 8. Stol.př.n.l. přinesla objevení cyklu zatmění, kterým je 6585,3 dne. Tuto periodu nazvali později ‚Řekové sáros a pod tímto názvem vešla i do naší astronomie. Dokázali předpovědět nejen dobu zatmění, nýbrž i oblast, kde bude viditelné. Starověký Egypt je pokud jde o zachovalost dokladů o dosažených poznatcích v oblasti matematiky, fyziky a mechaniky nejštědřejší. Existuje velké množství nápisů, výtvarných znázornění i několik rukopisů, ze kterých je možno vytvořit poměrně dokonalý obraz. Je zřejmo, že Egypťané byli učiteli Řeků a jejich vědomosti byly patrně ještě větší, než se obvykle soudí. Egyptská věda vyrostla z podobných potřeb i předpokladů jako věda babylonská. Záplavy Nilu byly ovšem skutečností, jejíž poměrná pravidelnost vytvářela ideální podmínky pro zvládnutí techniky měření. Při poměrné pravidelnosti počátku záplavy bylo třeba ji každoročně přesně zaměřit, stejně jako bylo třeba po opadnutí vody rychle obnovit všechny základní geometrické sítě, ohraničující vlastnictví jednotlivých majitelů, aby mohli rychle zasít. Jiným geometrickým problémem je zaměření pyramidy, a to jak ve smyslu orientace vůči světovým stranám tak vytyčení základní roviny a úhlů. Základní rovina byla zřejmě vytyčena vodním příkopem, který opisoval vnější půdorys budoucí pyramidy. Vytýčení čtvercové základny o straně dlouhé 233 m by bylo technickým problémem i dnes. Samo vyměření, vytěžení, doprava a uložení kamenných kvádrů do stavby je obdivuhodným

15

výkonem z hlediska mechaniky, a to nejen praktické, ale i teoretické. Musely být známy mechanismy, schopné znásobit sílu, kterou bylo schopno vyvinout to množství pracovníků, které mohlo při určitém dopravním úkolu reálně spolupracovat. Hydrodynamika Egypťanů dokazuje svoji úroveň v obrazech různých násosek, ale i ze zvládnutí režimu zavodňování i odvodňování, kterému sloužilo velké vodní dílo Moerisovo jezero. Měření délek, úhlů, ploch, hmotností a času dokázali Egypťané provádět se stejnou přesností jako v Mezopotámii. Vážilo se na rovnoramenných vahách a závaží v podobě figurek zvířat se dodnes dochovala. K vyměřování staveb složila olovnice, vodováha a měřická hůl. Egyptský kalendář počítal s rokem dlouhým přesně 365 dní. Ten se dělil na 12 měsíců po 30 dnech a 5 dnů bylo doplňkových. Čtvrtinu dne, o kterou je rok delší obvšem tedy záměrně ignorovali. Nevadilo to tolik vzhledem k tomu, že jejich rok neměl pevný počátek, a léta počítali podle let vlády příslušného panovníka. Proto má pro chronologii egyptských dějin posloupnost panovníků takový význam. Den se dělil na 12 denních a 12 nočních hodin, což znamenalo, že délka hodiny záležela na postavení daného dne v běhu roku a na délce slunečního svitu. Egypťané byli považováni za mistry chronologie, tak na ně hleděli i Římané, a proto se César při reformě kalendáře obrátil o radu na Egypťana Sosygena.

Praktická fyzika a mechanika starověkých kultur Neuvěřitelně mnoho technických systémů je založeno na nejjednodušších základních mechanismech, které spatřily světlo světa již ve starověkých kulturách. Jsou to mechanismy, které nalezneme stejně tak na atomových ponorkách jako na kosmických sondách.

Páka je zařízením, jehož význam oslavil Archimedes svým výrokem „dejte mi pevný bod a pohnu zemí“. Páka je základním elementem mnoha aparátů, jako jsou kleště, nůžky, páčidla či pinzety. Na principu páky je založen dodnes rozšířený šadúf k vytahování nádoby s vodou ze studny. Na principu páky je nakonec založen i budoucí trakař. Teoretické zákonitosti páky ovšem bude teprve v budoucnu úspěšně zkoumat Archimedes.

Klín v podobě kamenného pěstního klínu je prvním nástrojem, který člověk z kamene vyrobil a používal. Klín je základem všech nástrojů, jejichž posláním je oddělování, rozdělování či opracovávání nějakého materiálu. Klínem je nůž i sekera, až po zub frézy. Klín má však i funkci spojovací, zajišťující pevné spojení konstrukčních částí lodí nebo částí staveb, jako např. krovních konstrukcí.

Kolo slouží na mnoha vyobrazeních ne neprávem jako symbol techniky. Nelze již určit, kdo a kde objevil výhody valivého pohybu. Význam této inovace je nedozírný. Připomeňme si ho slovy rakouského filosofa a fyzika Ernsta Macha, který se narodil v Chrlicích u Brna:“Odmysleme si kolo a z celé techniky a průmyslu novověku toho mnoho nezůstane. Zmizí skoro všechno. Od kolovrátku až po přádelnu, od hrnčířského kruhu po válcovnu, od káry po lokomotivu, všechno bude pryč!“ Význam kola pro dopravu bude zpracován v oddíle doprava.

Kladka a kladkostroj je výsledkem pozorování, že člověk mnohem lépe táhne, může-li působit ve směru zhora dolů a využít tak i svoji vlastní váhu. Nejprve patrně pouze přehodil lano či provaz přes větev či trám, ale postupně nalezklo kolo s drážkou uplatnění i zde. Egypťané však patrně ještě kladku neznali, její první vyobrazení pochází ze syrského reliefu z r. 870 př.n.l. Šlo tehdy o kladku pevnou. Kladka volná se objevuje ve Středomoří o něco později, kolem 700 př.n.l., a to již i v kombinaci kladky pevné a volné. Právě tam se také

16

člověk nejlépe a názorně učil základní zlaté pravidlo veškeré mechaniky – co se ušetří na síle, to se ztratí na dráze. Od kombinace pevné a volné kladky již není daleko ke kladkostroji, který se svého teoretického uchopení dočkal u Aristotela a Archimeda, a u Archimeda pak byl patrně základem jeho takřka zázračných válečných zařízení, kterými zvedal a potápěl římské lodi. Snad největším dílem, přímo orchestrem pro nespočet kladkostrojů bylo vztyčování obelisku na náměstí svatého Petra, které se za papeže Sixta V. uskutečnilo roku 1586.

Nakloněná rovina je pojem z oblasti mechaniky a teprve druhotně a obrazně ze sociální patologie. Již v dávné prehistorii zjistil člověk, že do příkrého vrchu se jde lépe tak, že člověk nestoupá přímo vzhůru, nýbrž zvolí šikmé mírnější stoupání. Serpentinové pěšinky a cesty v horách jsou toho důkazem. Na stavbách pak, dokud nebyla zvedací zařízení, byla nakloněná rovina základní pomůckou pro vertikální dopravu. Nakloněná rovina se dočkala svého netušeného rozvoje a nepostradatelné všudypřítomnosti tím, že byla navinuta na válec a vznikl šroub. První použití u vinařských lisů či lisů na olivy.

Počátky poznání přírody jsou přínosem, který je obsažen v  rámci celkového magického pochopení světa. Začátek racionálního uchopení světa (o kterém lze s příslušnými výhradami mluvit již v čase panující magie) je dán samou strukturou fyzického vesmíru a smyslového i motorického mechanismu lidského těla. Vše začíná ve vztahu člověka k jeho fysickému okolí. Co se stane na druhém konci hole, pohneme-li jedním? Na těchto elementárních otázkách a zkušenostech je budována celá základní mechanika. Již primitivové tak začínají postupně rozlišovat oblasti, kdy mohou na základě zkušenosti určit co se stane, a oblasti, kde jsou zcela odkázáni na magii. Relativně statický řád byl ovšem osnovou celého myšlení – jakékoliv vybočení z ustálené tradice je považováno za nebezpečné. Mohlo by znamenat náhlý zvrat celého řádu. Bylo vždy bezpečnější nic neměnit, dokud to nebylo nezbytně nutno. Člověk spíše opakoval a napodoboval, než vědomě objevoval a vynalézal. Jistým motorem inovací byla buď změna přírodních podmínek, kdy se člověk musel přizpůsobit nové situaci, nebo přesun do jiné lokality, ve které tradiční postupy uplatnit nebylo možno. Technika vedla ke změnám způsobu života – umožňovala rozšířit obyvatelné území, a úspěšné použití nové techniky (žďáření) přinášelo další problémy, formulující nutnost objevení dalších inovací – nebo zahynutí. Každá změna podmínek vstupovala do vědomí jako nová zkušenost, a vyvolávala nutnost spojit ji nějak s dosavadním stavem vědění a pochopení světa. Celkově však člověk cíleně změny nevyhledával a patrně ani nahodilý úspěch nějakého postupu nevyvolával snahu tuto novou možnost využívat. Bájný motiv sedmihlavého draka, kterému po useknutí každé hlavy narostou tři nové, je nejstarší zobecněnou zkušeností lidstva, a je oporou velmi silného konservativního smýšlení, a to u mnoha přírodních národů až dodnes. Je to totiž jakási intuitivní naladěnost, očekávající, že každý „vyřešený problém“ přinese dříve nebo později několik nových problémů v některé jiné oblasti. Mnoho rozhodujících pokroků v poznání přírody souvisí s novým způsobem obživy, jakým bylo zemědělství. Závislost člověka na přírodních podmínkách vedla ke zvýšenému a důkladnějšímu pozorování přírodních jevů a hledání souvislostí mezi nimi. Pro zemědělce je velmi důležité sledovat klima a dokázat předvídat pravidelně se opakující změny. Již v 5. Tisícíletí př.h.l. se objevuje první doklad měření důležitých astronomických mezníků, jakými je rovnodennost a slunovraty. Gnómon byl totiž dříve než k meření denního času využíván právě k onomu měření, které souvisí s ročními dobami. V 5. A 4. Tisíciletí se v údolí Eufratu a Tygris začíná využívat samo říční údolí, což ovšem předpokládá budování zavodňovacích a odvodňovacích kanálů. To nelze bez nabytí znalostí, patřících do oboru geometrie.

17

Zeměměřičské pomůcky, které v souvislosti s těmito potřebami člověk vyvinuly, byly jen s malými úpravami používány celá tisíciletí. Je to především měřící tyč, olovnice, nivelování vodou a zaměřování pomocí hvězd. Bylo nutno nalézt způsob vyměřování polí po záplavách, což založilo geometrii. Geometrie je doslova „zeměměřičství“. Spolu s tím vzniká i geometrická terminologie. Vznik státních útvarů, vynucený jak nutností obrany zemědělských oblastí, tak nutnosti širší kooperace vodohospodářských zásahů vede dále k prvním pokusům o záznam informace. Prvotní jsou informace číselné, po nich vývojově následují textové. Jsou to patrně Sumerové ve 3. Tisíciletí př. n. l., kteří vytvářejí první psanou kulturu. Původní sumerské obrázkové znaky se postupně zjednodušují do podoby klínového písma, které pak již pouze s malými obměnami trvá po celou dobu trvání mezopotámských kultur. Z ostatních kultur vzbuzují dodnes údiv samostatně se vyvíjející kultury na americké pevnině. Astronomické a kalendářní výpočty Mayů, sahající zpětně do hluboké minulosti, udivují svou přesností. Mayové neuměli počítat se zlomky, ani nepoužívali přestupných dnů, to vše dokázali úspěšně nahradit soustavou pomocných výpočtů. Předpokladem této přesnosti byla dlouhodobá systematická pozorování, vrcholící v 7. A 8. stol. n.l. což je patrno z konfigurace náboženských staveb. Od počátku 3. Tisíciletí dochází k výraznému prohloubení všeho toho, co je možno nazvat „věda před skutečnou vědou“ nejvyšší úroveň teoretického zobecnění dosahuje bezpochyby matematika a geometrie. Žádná z velkých starověkých kultur není na tomto poli bez svého přínosu

ANTIKA

Aristotelovi je připisován spis o mechanických problémech, ve kterém řeší problém skládání pohybů, blíží se poznání odstředivé síly a řeší různé hádanky (aporie) Zabývá se otázkami páky a spojuje její tajemnou moc s kruhem. O páce pojednává i Archimedes ze Syrakus, a to ehdy, jsou-li břemena v obráceném poměru k délce ramen. tato věta ho vedla i k nauce o těžišti, známa je jeho věta "Dejte mi pevný bod a pohnu zemí". jeho další práce se týkaly hydromechaniky, a to zvláště zákon, učící, že ponořením do vody ztrácí těleso na váze tolik, kolik činí váha vody jím vytlačené. Je to i základ nauky o specifické čií měrné váze, a na základě toho byl také sestrojen ve spise o stejně mnoho vážících. Dokázal, že na nerovnoramenné páce nastane rovnováha tareometr, jímž se měří hustota kapalin. Dále mu vděčíme za nekonečný šroub na čerpání vody, páku a kladkostroj. Rýsoval do písku, popela, i na své vlastní tělo. opovrhoval praktickým použitím vědy, 215 ante Syrakusy obleženy Marcellem, Archimedes oblehatele udržoval 3 roky před syrakusami. Marcellus nakonec dobyl město úskokem, kdy využil slavnosti, na kterou obhájci města odešli. Na náhrobku koule ve válci.

První mechanici

Archytás z Tarentu (1.pol.4.stol. ante) bývá považován za zakladatele mechaniky. Přispěl k vytvoření teorie páky, vah, přezmenu, kola, kladky a klínu. Vynalezl prý také šroub a na základě matematických znalostí zkonstruoval první automat - létajícího holuba. Ve spisu Mechanika, který je asi neprávem připisován Aristotelovi, vykládá za pomoci matematiky funkce jednotlivých strojů, empiricky sestrojovaných a v praxi již mnohem dříve používaných. Spis vysvětluje také některé principy statiky. jedním z nejstarších známých fyziků řeckých je Archytas, občan tarentský, který žil asi 400 ante, a byl znamenitým geometrem. jako astronom učil že Země je koule a točí se kolem

18

své osy, pochází od něj nauka o kladkách a to dokonce s geometrickým výkladem. Aulus Gellius vypráví, že Archytas sestrojil automat - letícího dřevěného holuba, poháněného snad stlačeným vzduchem.

Archimédes - jeho život je spjat s jedním místem, kterým jsou Syrakusy, založené korintskými Řeky v 8. stol. ante. Měly přístav světového významu, kvetoucí nejmocnější město na Sicilii. Žil ve 3. stol., navštívil Alexandrii, kde nasál vše, co egyptská metropole skýtala. Včetně básnictví, neboť do jeho exaktního díla je vložena báseň, zpracovávající námět z Homéra - Odysseovi druhové zabíjejí dobytek ze stád boha slunce Hélia. Tam si přibásnil, že Hélios měl stáda rozdělena podle barvy a dílo je veršovanou úlohou z oboru neurčitých rovnic, v níž je třeba najít počet krav a býků 4 barev, tedy stanovit osm neznámých. Řešení vede k tzv. Pellově rovnici, dle angl. matematika ze 17. stol. Johna Pella. Upsal se vědě, zcela propadl matematické a geometrické vášni. Kreslil obrazce kde to šlo. Zapomínal na jídlo i na péči o tělo. Pokud Archimédův velký předchůdce Eukleidés platí za gigantického encyklopedistu dosavadních poznatků řecké matematiky, přichází Archimédís s vlastními objevy. Významně ovlivnil stereometrii, určil přibližnou hodnotu Ludolfova čísla, především však stanovil velikosti ploch rovinných křivočarých útvarů a povrchů a objemů těles těles ohraničených křivými plochami exhaustní "vyčerpávající" methodou, v níž se za pomoci stále bližších a bližších veličin, stále municióznějšího převádění křivého na přímé, přibližuje k hledané veličině, dosahuje její aproximace. Tak je Archimédovi například délka kružnice limitou obvodu opsaného či vepsaného mnohoúhelníku, který se postupně blíží této kružnici tím, jak se postupně zvětšuje počet stran. Tento infinitezimální přístup je počátkem myšlenkové tradice, která bude po staletích dovršena integrálním počtem, a to v pracech keplerových, Saint Vincentových, cavalierových, fermatových a nakonec i Leibnizových a Newtonových. Stojí na počátku této cesty k nekonečnému. Nekonečna se dotýká i ve své aritmetické práci Psammítés neboli Počítání písku, kde vykládá způsob, jak vyjádřit libovolně velké číslo - počet pískových zrnek, který by zaplnil vesmír. Zde je jediná zmínka o heliocentrickém názoru Koperníkova předchůdce Aristarcha, ze kterého vychází. Archimédés je osobností velkého přelomu. Před ním trvá platónské tkvění v ideách, statická euklidovská geometrie, protivící si vše proměnlivé, přesně neohraničené, beztvaré, iracionální. Svou sebejistotu odvozuje z konstantnosti, třeba z konstantní vzdálenosti všech bodů kružnice od jejího středu. Archimédovo přihlédnutí k proměnlivým veličinám vneslo do tohoto konceptu pohyb, jakoby v ozvěně věčného Herakleitova vznikání, věčných proměn. Skutečnost překračuje ryzí ideální tvary, prosazuje se proměnlivost, křivočarost. Archimédés prozkoumal všechny známé stroje a zkonstruoval další - Archimédův šroub, Archimédův kladkostroj, obdiv vyvolával glóbem, spojeným s planetáriem. Dovedl prý soustavou kladek přitáhnout loď i s nákladem, aby přesvědčil syrakuského vladaře hierona o oprávněnosti svého výroku "dej mi pevný bod a pohnu Zemí". Archimédés zavedl pojmy těžiště a těžnice, formuloval zákony páky, statický moment síly, vedle statiky pevných těles platí rovněž za zákonodárce ve statice kapalin, a to především svým hydrostatickým zákonem. To je známo z legendy šířené Vitruviem, podle které řeší úlohu zlaté koruny krále Hierona. ve druhé punské válce stály Syrakusy na straně Karthaga, a proto se proti nim obrátil hněv Římanů. Pod vedením Marcellovým zaútočili Římané ze souše i z moře. Metače, jeřáby. Dva roky bude město důvtipem jednoho muže vzdorovat římské přesile. Město bylo nakonec dobyto lstí. 212 proklát římským mečem

Ptolemaiovský Egypt – typický helénistický stát, ačkoliv představuje pouze jednu z jeho forem. Je to stát s důslednou mocenskou centralizací, jehož předpokladem

19

byl silný státní aparát, který se skládal především z Řeků a Makedonců, kteří získali záhy privilegované postavení. Administrativa navázala na staré správní členění. Znakem helenistické kultury v celé její oblasti byla významná role gymnasií, kde byla nejen zápasiště a závodiště, ale kde se mladí lidé seznamovali se základy vzdělání. Druhým centrem bylo divadlo, theátron – sloužící nejen k provozování dramatických představení, ale i k shromažďování občanů k projednávání veřejných záležitostí. Města byla budována či rekonstruována na základě promyšlené urbanistické koncepce, která navazovala na znalosti a zkušenosti 5. Století spjaté především se jménem architekta Hippodáma z Milétu. Tyto zásady, jejichž charakteristickým rysem byla pravoúhlá síť městských ulic, se uplatnily již při obnově Miléta, zničeného peršany na začátku řecko-perských válek, dále při výstavbě athénského přístavu Peiraiea, při založení osady Thúrioi za vlády Periklovy, pak v budování města Rhodu za helénismu a v nově zakládaných městech. Významným prvkem tohoto stylu byla sloupořadí. Největším centrem se stala Alexandrie s královským palácem, Múseiem, četnými chrámy, stadionem, divadlem a tržištěm. Maják na ostrově faru, vysoký asi 140 m a považovaný za jeden ze 7 divů světa byl zničen zemětřesením až ve 14. Stol. Druhým monumentem této doby je proslulý Rhodský kolos, vybudovaný ne přelomu 4. A 3. Století , který se stal obětí zemětřesení r. 227/6. Múseion v Alexandrii bylo založeno na počátku 3. Stol. Ante., a stalo se především střediskem rozvoje helénistické literatury. Helénistická literatura si libovala v naučné tématice a zplodila didaktický epos. Velké oblibě se těšila báseň Fainomena Nebeské úkazy, jejím autorem byl Arátos, a je to v hexametrech zpracovaný popis hvězdné oblohy, učiněný na základě stejnojmenného díla astronoma Eudoxa z Knidu. Dílo začíná mýty o vzniku jednotlivých souhvězdí a končí výkladem o předvídání počasí. Za vlády Ptolemaia I. Dosáhly značného rozmachu přírodní vědy. Tak v Alexandrii působil Euklidés, jehož dílo Stoicheia budované na základě rozsáhlého studia starších matematických spisů sloužilo ještě v nové době jako učebnice geometrie. Zabýval se některými speciálními problémy matematiky a geometrie, stejně jako astronomií a matematickými zásadami hudební teorie. Ještě univerzálnějším duchem byl Eratosthenés z Kyrény, Působil dlouhý čas v Athénách a za Ptolemaia III. se stal správcem alexandrijské knihovny. Cenné jsou jeho spisy o zeměměřičství a chronografii. V Alexandrii studoval po jistou dobu také Eratosthenův současník Archimedés ze Syrakús, nejvýznamnější představitel antické matematiky a fyziky, potažmo matematiky. Se značnou přesností určil číslo , pro výpočet objemů a obsahů používal prvků integrálního počtu.

Vědecké poznatky se ve výrobě projevovaly pouze omezeně. Některé nové prvky bylo možno pozorovat ve stavebnictví, tak z Babylonu se šířilo používání cihel jako základního stavebního materiálu, technické novátorství nacházelo své využití při stavbě měst s mnohaposchoďovými domy, při budování architektonicky odvážných vodovodů, a při stavbách opevnění, mostů a silnic. Hlavním polem působnosti techniky bylo vojenství. Krom Archiméda vynikl jako vynálezce Ktésibios, který působil ve 3. Stol. V Alexandrii. Z jeho objevů vzbudilo pozornost dělo na stlačený vzduch a dvojčinná vodní pumpa. Zdokonalil také vodní hodiny a vynalezl vodní varhany – hydraulos. Plynulost přívodu vzduchu tam zajišťoval tlak vody.

Příznačným rysem doby byl profesionalismus – nejen profesionální armáda, ale i náboženská profesní sdružení, hájící zájmy svých členů.

Filón Byzantský (1.pol.3.stol.ante) byl autorem příručky Mechanika, obsahující vedle přesného popisu některých válečných strojů i teorii páky a teorii automatů. Vedle množství

20

mechanických hříček, založených na pneumatických principech, popisuje i tzv. Kardanův závěs, obsahuje úvahy o teplotní roztažnosti vzduchu, o termoskopu a j.

Herón Alexandrijský jeho mechanismy zdokonalil, je autorem spisu "O umění zhotovovat automaty" Významné jsou jeho popisy větrného mlýna a zvláště reaktivní parní turbinky - aeolipily. Hospodářské využití však zůstalo omezeno na minimum,

Eratosthenés z Kyrény, 275-195, všestranný pracovník, zejména geograf, na základě svých vědomostí dal základ matematickému a astronomickému zeměpisu. Použil některé starší pokusy a rozdělil tehdy známý zemský povrch rovnoběžkami a poledníky na nestejně velké úseky a podle nich popsal jednotlivé země a národy. Pokusil se o změření obvodu zeměkoule a došel k 44 730 km, síto na hledání prvočísel, spisy o dobru a zlu, o bohatství a chudobě. Pro jeho všestrannost přezdíván Pentathlos (zápasník ve všestranném pětiboji) a stoupenci specializace ho nazývali Béta (dvojka).

Hippokrates z Chiu – 2. pol. 5. stol. ante., matematik zabývající se zdvojením krychle a kvadratury kruhu.

Euclides 3. stol. ante., řecký matematik působící v alexandrijském Músaiu. Slávu si získal dílem „Základy“ o 13 dílech, kde shrnul všechno dosavadní matematické bádání, doplnil vlastními poznatky a zpracoval ve vědeckou soustavu. Vyniká vzornou systematičností a jasnými definicemi. Používá ustálené názvosloví.

Archimedes 287-212 ante, syn dvorního astronoma, studoval v Alexandrii, největší matematik starověku. V Úvodu do matematiky, věnovaném Eratosthenovi, užíval již metody blízké integrálnímu počtu. Nejvíce si cenil objevu poměru povrchů a objemů koule a opsaného válce. Z fyzikálních zákonů je to hydrostatický princip (koruna syrakúského krále Hierona). Z jeho mechanických objevů je nejvýznamnější vodní šnek – šroubová trubice navinutá kolem osy. Též kladkostroj. „Dejte mi pevný bod a pohnu zeměkoulí!“ Zjištění, že 3 1/7 je větší než a to je větší než 3 10/71

Apollonius z Pergy, žák Euklidův, kolem 200, působil v Alexandrii a Pergamu, do dějin matematiky se zapsal tím, že zdokonalil a v novou soustavu uvedl nauku o kuželosečkách, vycházeje z poznání, že kuželosečky obdržíme z každého libovolného řezu kuželem. Zavedl názvy elipsa, hyperbola a parabola. Toto dílo bylo v 17. Stol. Descartesovi podnětem k vypracování systému analytické geometrie.

Mechanika Ktesíbios pol. 3. stol. ante v Alexandrii, matematik, mechanik a vynálezce, byl synem holiče a jeho prvním vynálezem bylo zařízení na zvedání a spouštění zrcadla. Konstruoval rozmanité mechanické přístroje, využívající vodního tlaku – dvojčinné pístové čerpadlo, vodní hodiny, vodní varhany, fontány, mechanické hříčky, dělo na stlačený vzduch vodní varhany, vodní hodiny, puška větrovka. Jeho vodní hodiny měly ozubený převod, a byly tak prvním strojem tímto mechanismem vybaveným, snad vedle Aristotelova planetária. Napsal nedochované dílo o hmotnosti a stlačitelnosti vzduchu.

Filón z Byzance 2. pol. 3. stol. ante, 9 dílné dílo Mechaniké syntaxis, dochováno je zčásti, a to hlavně partie o válečné technice. Teorii omezuje na minimum. Napsal též dílo o sedmi divech světa.

21

Herón z Alexandrie, mechanik 1. stol. n.l. jeho dílo zahrnuje všechny obory užité matematiky, stejně jako je důležitým pramenem k poznání antické mechaniky a geometrie. Jsou zachována díla „O vrhacích strojích“, „O stavbě malých automatických divadel“, „O mechanických hříčkách založených na využití atmosférického tlaku“, „O optických strojích“, (automatický měřič cesty), „O měření“.

Řeckou kulturu převzali Římané a stali se jejími pokračovateli

Augustus Vitruvius Pollio byl stavitelem císaře Augusta, napsal dílo o architektuře (v širokém slova smyslu) Objevil zákon spojitých nádob, sestrojil kanálové váhy, vymyslil vodní mlýn s ozubenými koly, , stejně jako hodometr, tedy měřič ujeté vzdálenosti. Římané vynikali vodními stavbami, Frontinus (40-103) byl pověřen budováním velkých nadzemních vodovodů, objevil souvislost množství vytékající vody a výšky hladiny nad výtokovým otvorem. Za císaře Traiana žil geodet Hyginus, který zdokonalil metodu, kterou se pomocí gnomonu stanoví poledníková čára. Přírodní filosof Lucretius Carus ve své básni "De rerum natura" vyslovil vzletnými slovy zákon o zachování hmoty a tušil již zákon o zachování energie, kterou ovšem nazývá slovem "pohyb".

Toto shrnutí a konstatování pochází od badatele jménem Pappus, který žil ve 4. stol. ten také vyslovil větu, podle které lze vypočíst povrch a obsah těles rotačních z délky a průřezu za použití těžiště. tato věta se nazývá Guldinovým pravidlem podle jezuity, který ji jako vlastní nálezý popsal v 17. stol.

PŘEHLED DĚJIN JEDNOTLIVÝCH OBORŮ A ODVĚTVÍ

MODUL 3. HMOTY, MATERILÁLY, SUROVINY

Obsah a význam modul První, co je dobré si při seznamování se s dějinami techniky uvědomit, je význam materiálů, ze kterých člověk tvoří. Nebudeme zde řešit filosofickou otázku, zda je prvotní hmota či myšlenka – budeme oboje chápat jakodva aspekty jedné a téže skutečnosti. Zde především bude soustředěna pozornost na to, jak dochází člověk záhy od materiálů, které mu poskytuje příroda k materiálům, které sám využitím určitého postupu (a tím i zatím empirickým osvojením si určité zákonitosti) připraví. Tato kapitola těsně souvisí s chemií, protože velká část těchto postupů má podobu chemických reakcí, byť jejich podstata byla poznána až mnohem později.

1

Všudypřítomná hmota Hmota (lat. materia)

Nejobecněji a nejabstraktněji vzato je základním materiálem veškeré technické tvorby v celých lidských dějinách hmota. Prvotní význam tohoto slova, vyjadřující zobecnění všeho

22

hmatatelného a važitelného se objevuje již v ionské filosofii, která považuje právě některou z forem hmoty za hledaný počátek všeho dalšího nepřeberně rozrůzněného světa. Hmota je v těchto představách nadána jistou mírou života, který umožňuje její „samorozvoj“ do jednotlivých konkrétních druhů látek. V pozdější filosofické tradici však hmota vystupuje spíše jako jeden ze dvou nebo více principů, jejichž vzájemný průnik a a jednota vyúsťuje v empiricky zkoumatelné podoby a formy všeho hmotného. Nejdůležitější a nejčastěji spatřovaný je ovšem pohled dualistický, ve kterém vystupuje hmota, materie, jako dialektická či v některých případech přímo antagonistická protiva ducha, principu neměřitelného, nehmatatelného a nevažitelného.Názory na hmotu byly ovšem ovlivněny tím, že byla velmi často popisována podle vnějších, často nestálých vlastností, a i proto neexistovalo ustálené názvosloví a byly proto velmi často zaměňovány. Druhým limitujícím prvkem starověkých nauk je to, že přístup k hmotě nebyl systematicko-analytický, nýbrž spekulativní. To nakonec odpovídalo náboženskému a vůbec mýtopoetickému myšlení o světě, ze kterého se rodily i úvahy o povaze hmoty. Myšlenka, že se svět skládá z několika základních elementárních látek (čtyř nebo pěti) se vyskytla již ve starověké Indii a je možné, že se odtud dostala na západ. Konečnou piodobu tomuto učení dal Empedokles, a jeho pojetí přejal i Aristoteles a další – stalo se základem alchymistického výkladu hmoty i světa. Těmito živly je (Thaletova) voda, (Anaximenův) vzduch, (Herakleitův) oheň a k tomu přidal Empedokles čtvrtý element, zemi. Všechny látky a tělesa pak byla viděna jako směs těchto čtyř pralátek, přičemž jejich poměrné zastoupení vytvářelo rozdíly ve vlastnostech jednotlivých složených hmot. U Aristotela však hmoty nejsou pouhými směsmi, nýbrž zcela novými, jednotnými látkami. Živly jsou mu nositeli čtyř základních vlastností prahmoty – tepla a chladna. Sucha a vlhka, a ty jsou v každém živlu spojeny po dvou: oheň je horký a suchý Země je suchá a chladná Voda je chladná a mokrá Vzduch je mokrý a horkýProtože živly vycházejí ze společné prahmoty, mohou se vzájemně proměňovat. Proměna ve směru oheň – vzduch – voda – země je jednodušší, protože se mění pouze jedna vlastnost, v opačném směru je třeba změny obou vlastností. Tyto změny se dějí neustávajícím kruhovým pochodem tak, že celková rovnováha živlů zůstává zachována. Krom těchto čtyř živlů mluví Aristoteles ještě o etheru, páté essenci neboli quintessenci. Éther je nebeská, božská látka, zcela rozdílná od zemských živlů, nehmotná, jednoduchá, neproměnná a nezničitelná. Z této látky je složen svět stálic. V duchu těchto představ může potom Plinius chápat déšť jako proces proměny vzduchu ve vodu, voda je pak schopna se „vysušením“ proměnit v křišťál, a tak podobně. Aristotelovo mínění bylo skoro jeden a půl tisíciletí takovou autoritou, že hledání jiného vysvětlení přírodních dějů bylo chápáno jako cosi nebezpečného nebo pošetilého. Aristoteles pravdivost svých spekulací mnohdy ve svých spisech potvrzuje formulemi jako: „to musí tak býti“, „to je nemožné“, což na mnoho generací působilo takřka sugestivně. Aristotelovo chápání proměn navíc otevřelo cestu jedné ze základních představ, na které stála alchymie – transmutace, čili přepodstatnění. Stručně vzato to znamenalo víru, že zlato vzniká v zemi z neušlechtilých hornin a kovů, a tento proces že je možno připravit uměle a zrychleně. Aristoteles ovšem spatřuje v hmotě pasivní, princip, kterému forma dodává tvar a vytváří tak cestou od možnosti k uskutečnění všechny konkrétní hmatatelné skutečnosti našeho světa. Oním duchovním principem je Entelechie, směřování k naplnění skrytých možností. Zmiňme ještě pohled Platonův. Ten činí z hmoty nezbytný předpoklad pro člověkem v jeho pozemskosti realizovanou a zachytitelnou podobu věčných nehmotných idejí. V pozdější renesanci Platonova učení, zvané novoplatonství, dostává hmota ovšem jisté negativní předznamenání jako nejméně produševnělá skutečnost, nejvíce vzdálená od dobrého

23

a dokonalého duchovního středu, ztotožněného v křesťanství s Bohem. V tomto pojetí pak nezřídka jde inferiorizace hmoty ještě dále, a vlivem manichejského vnímání pak představuje hmota i zápornou mravní hodnotu. Tento náhled byl jedním z těch, které pak dále stavěly i lidi, zabývající se hmotou, níže než ty, kteří se zabývají duchem, spiritualitou. Rozvoj poznání stavby hmoty dává do jisté míry za pravdu atomistické odnoži antické filosofie, která nepředpokládá jednoduchou „kompaktnost“ hmoty, nýbrž její složenost z nedělitelných částic, atomů a prázdnoty. Je pochopitelné, že cesta od těchto spekulací až vědeckým poznatkům o elementárních částicích byla dlouhá a klikatá. Přinesla však především poznatek, vedoucí k nové, širší definici hmoty, protože objevila hmotnou povahu jevů, považovaných tradičně za nehmotné. Tak například světlo bylo ve starověku i středověku považováno za jev téměř teologický, než je shledána jeho korpuskulární či elektromagnetická vlnová povaha. Mnohé další jevy jsou objasněny jako důsledky stavů hmoty, či procesů, v jejích elementárních částicích probíhajících. Jisté rozšiřování hranic „hmoty“ za její tradiční vymezení v „hmatatelnosti“ poněkud rozostřuje ono dávné rozlišení. Výsledek není ovšem jednoznačný - někteří fyzikové jsou tím přiváděni takřka až k jakési náboženské víře, jiní se naopak utvrzují ve filosofickém materialismu. Materialistický monismus pak považuje i myšlení za projev hmoty, a tím vylučuje z uvažování onen tradiční polární doplněk hmoty, duch, spiritus. S touto situací se lze setkat v mnoha otázkách, které se objevují při zkoumání etických souvislostí techniky. Popírání jiného než materiálního jsoucna neumožňuje totiž definovat etická hlediska a kriteria, která by byla světu materiálních jsoucen a technologií nadřazena. Dávný dualismus ducha a hmoty představuje tedy při uvažování o hmotě věčnou výzvu. Všechny pokusy definitivně převést tyto odlišné principy na jeden jediný nepřinesly dosud žádná přesvědčivá řešení. Hmota představuje základní kámen technických artefaktů. Je doslova jevištěm dějin techniky, a ne neprávem obdržely některé epochy lidských dějin svůj název na základě materiálu, který v jejich technické tvorbě dominoval. Ať již tedy budeme chápat filosofickou podstatu hmoty jakkoliv, ať ji budeme třeba považovat pouze za jistou excitovanou formu energie, seznámení se s hmotou, kterou člověk používal pro své tvoření je nezbytným prvním krokem na cestě dějinami techniky. Již dějiny používaných hmot, bez toho, co z nich člověk vytvářel a vytváří, jsou napínavým příběhem. Zbývá ještě zcela nakonec dodat, že materiálem se stává hmota, kterou člověk bere do ruky s úmyslem z ní něco vyrobit.

Materiály rostlinného a živočišného původu

Dřevo

I když dějiny lidského pokroku neoznačily žádnou dobu jako dřevěnou (i když pro „staré časy“ je znám i pojem „dřevní časy“), je tato surovina jednou z primárních a nejdůležitějších. Dřevo je úžasná surovina. Je k dispozici takřka ve všech končinách zemského povrchu, i když ne všude ve „stavební“ kvalitě, je snadno opracovatelné, a když nástroj skončí svou životnost, lze ho proměnit v oheň. V archeologických nálezech se ovšem pochopitelně neobjevuje. Kde však vidíme v kamenné palici vyvrtaný otvor, tam bychom měli vidět dřevěné topůrko, bez kterého by nástroj ztratil kus své dokonalosti. První zařízení na akumulaci energie, luk, je ze dřeva. Dřevěné uhlí je neodmyslitelnou součástí metalurgických procesů až do 19. století. Dřevo bylo také až do poloviny 19. století nejdůležitějším konstrukčním materiálem, a to jak na stavbu domů či jejich částí, tak pro stavbu strojů. V oblastech s dostatkem dřeva představuje dřevo nejsnáze dosažitelný, nejlevnější a nejpoužívanější materiál pro širokou

24

škálu výrobků. Je to materiál příjemný, ekologický a estetický. V Číně bylo dřevo jedním z pěti elementů. Dostatek či nedostatek dřeva výrazně ovlivňoval podobu techniky. Nedostatek této suroviny obvykle urychloval technický rozvoj, protože vedl k hledání náhradních materiálů, její dostatek či nadbytek mohl způsobovat určitou stagnaci. V této souvislosti se často uvádí, že Amerika byla zbudována ze dřeva. Průmyslová revoluce v Anglii byla mimo jiné i procesem, při kterém bylo nedostatkové dřevo nahrazováno jak uhlím a koksem při výrobě železa, tak železem a ocelí jako konstrukčními materiály. Význam dřeva pro stavbu lodí byl celá dlouhá tisíciletí rozhodující. Mnohé konstrukční prvky byly vyráběny ze stromů vhodného, někdy bizardního růstu, z různých rozsoch a dalších tvarů, objevujících se v propojení kmene a větví. Vedle svého konstrukčního a energetického využití bylo dřevo, prošlé procesem suché destilace, po několik tisíc let jediným redukčním činidlem, využívaným v metalurgických procesech. Konec tomuto využití učinil až objev suché destilace uhlí, a to až takřka v hodině dvanácté, kdy zdroje dřeva byly povážlivě vyčerpány. Teprve potom přestaly v lesích dýmat milíře a počestné řemeslo uhlířů počalo zanikat. Další produkty destilace dřeva byly důležitými surovinami pro další obory - nejprve to byla kolomaz, před vznikem petrochemie nenahraditelné "těžké" mazivo, dále dřevný líh, aceton. Oxydací dřevného lihu vzniká formaldehyd, který byl jednou ze surovin k výrobě jedné z prvních tzv. "umělých hmot" - bakelitu. Dřevný dehet se používal na nátěry a k impregnaci. Mohl by být dále jmenován terpentýn, který byl ve své roli ředidla barev namnoze vytlačen ředidly syntetickými. Dřevo bylo ve své původní široké využívanosti již do značné míry nahrazeno jak materiály pevnějšími, trvanlivějšími či jinak "zajímavějšími". Navzdory tomu všemu je dřevo materiálem nezastupitelným ve své přírodnosti, přirozenosti, živosti. Je to materiál teplý, sympatický a člověku nejbližší. Kolébka i truhla může být jedině ze dřeva.

Kosti, rohy, paroží

Kost je materiálem jiného druhu. Na rozdíl od dřeva je tvrdší a trvanlivější, a kostěné nástroje vyžadují složitější výrobu. Pro svůj původ je mnohem více využívána v magii, protože s sebou pro dávného člověka jakoby stále nese vlastnosti svého původního majitele, často obávaného i užitečného zvířete. Dravcova čelist přímo svádí k tomu, aby byla použita podobně, jak sloužila když byla ještě živá. Samsonův příběh mluví o tom, kolik nepřátel pobil lví čelistí. Dutá kost může sloužit jako vrták, tenké kosti jako jehly, jehlice, spony, atp. V tomto svém dekorativním využití je nakonec kost využívána dodnes, a to zejména kost paroží, na držadla střenky nožů a dalších podobných předmětů. Dnes je ovšem velká většina takových držadel, vypadajících jako kost, z plastické hmoty.

Kůže a šlachy

Kůže zabitých zvířat je pro člověka materiálem mnohostranně užitečným. Jednak představuje „další kůži“, s jejíž pomocí může člověk tu svou vlastní skrýt před zimou a vlhkem. Kůže představuje zároveň i potřebný konstrukční materiál, umožňující spojování dvou či více částí rozebiratelným spojem – svazováním. Stejně tak jsou využívány i další části živočišné tkáně, poskytující pevné a pružné provazce. Významné bylo jejich používání jak pružících elementů ve vrhacích strojích. Proces úpravy surových kůží, zvaná „činění“ je jednou z nejstarších

25

chemických technologií. Je to jedna z nejstarších chemických technologií - bílkoviny a klihy se v tomto procesu působením rostlinných tříslovin nebo chromových solí mění v nerozpustné hmoty a z kůže vzniká useň. Právě tyto "nepoživatelné" části živé tkáně měly své další velké uplatnění jako surovina při výrobě tzv "teplého klihu", který byl hojně používán při výrobě nábytku, v knihařství a všude tam, kde se lepilo dřevo nebo papír.

Tuky a oleje

Rostlinné i živočišné tuky byly rovněž mnohostranně využívány. První lampy byly napájeny zvířecím tukem, rostlinné oleje byly základem barviv i léčiv. Vynález kola postavil člověka před dalekosáhlý problém mazání troucích se ploch. Rostlinné i živočišné tuky byly prvním a nadlouho jediným materiálem, kterým bylo tření snižováno. I „kolomaz“, ještě donedávna používané mazadlo náprav koňmi tažených vozů, pochází ze dřeva, jako vedlejší produkt jeho suché destilace. Tato éra trvala až do doby využívání páry, kdy se projevily nepřekročitelné hranice živočišných a rostlinných tuků, neschopných plnit své poslání za vyšších teplot. Teprve minerální oleje znamenají kvalitativně novou látku, která však nevytlačila rostlinné a živočišné tuky všude a zcela. Mazadla, poskytovaná petrochemií představují celý samostatný vědecký a výrobní obor.

BarvivaČlověk měl již od svých nejranějších stadií schopnost estetického vnímání, ke kterému neodmyslitelně patří smysl pro barvy a barevnost. Patrně prvním barvivem, využívaným v magii, je krev zabitých zvířat či nepřátel. Červená barva krve je proto považována za barvu života, a je hledána i její další, trvanlivější forma. Vedle barev minerálního původu jsou zejména dvě významná barviva původu živočišného. Je to především šarlat, barva z těl a vajíček červa, žijícího na karmasovém dubu. Šarlat, stejně jako většina ostatních barviv rostlinného a živočišného původu, sloužil především k barvení látek. Purpur je barva, vyráběná ze žlázových výměšků mořského plže červce nachového. Výrobní a obchodní monopol na toto barvivo měli Féničané. Výměšek je zprvu bezbarvý, ale vlivem slunečního světla získává nejprve žlutou, pak zelenou, modrou, purpurovou a nakonec tmavočervenou barvu. Konečný barevný tón se dosahoval míšením výměšků různých plžů, i různými přísadami. Na získání 1 g purpuru bylo nutno použít výměšku z 8000 plžů, šlo tedy o barvivo veskrze královské a kultovní. Modré barvy bylo dosahováno indigem, které se získávalo z větviček keře Indigofere. Indigovníků roste v tropických a subtropických krajích kolem 300 druhů, k získání barviva se však nejvíce hodil pouze jeden – Indigofera tinctoria. Indigo používali již Egypťané, a to především na nástěnné barvy. V talmudu, náboženské knize starých Židů, je zákaz řezat indigovníky neboli modřily mladší než 3 roky. K barvení na žluto se v Egyptě používal šafrán. Na Sundských ostrovech se vyskytovaly stromy, poskytující malířům pryskyřici, dokonale barevně odpovídající krvi. Proto byla tato barva také nazývána dračí krev. Z Ameriky pochází organické barvivo košenila, pocházející z červce nopálového. Jmenovat sluší i další zdroj červené barvy, kterým je rostlina mořena barvířská, přesněji řečeno její kořen. Žlutá barva byla získávána z blizen šafránu, a stejně tak i z plevele, který se jmenuje rýt barvířský. Světlice barvířská obsahuje ve svých květech dokonce jak červenou, tak žlutou barvu. Na skalnatých přímořských březích roste lišejník lakmusový, ze kterého se vyrábělo modré lakmusové barvivo. Věk těchto barviv, velmi drahých, skončil vynálezy na poli zpracování původně jako bezcenný odpad chápaného uhelného dehtu.

Rostlinná vlákna

26

Vlastnost některých rostlin, že po zetlení jejich stonku zůstanou pevná vlákna, je využívána již 8000 let. Ve starověkém Egyptě je to především len (Linum) a o něco později i konopí (Cannabis) .Vedle těchto dvou u nás známějších rostlin patří do této kategorie i juta a sisal. V Mexiku se vyyužívají vlákna rostlin henequen a tampico. V jihovýchodní Asii se pěstuje ramie z čeledi kopřivovitých z jejíhož lýka se vyrábí jemné pevné předivo hedvábného lesku. Poněkud odlišným materiálem je bavlna - je to vlákno, vyrůstající na semenech bavlníku (Gossypium), a objevuje se již kolem 3000 ante jako surovina pro výrobu textilií v jihovýchodní Asii. Kolem 2000 ante se začíná využívat poněkud jiná odrůda bavlníku i ve Střední Americe. Zvláštním a nadlouho pouze s Čínou spojeným textilním materiálem je vlákno bource morušového (Bombyx mori). V Číně je znám již asi 5000 let, do Evropy byl bourec morušový propašován v 6. stol. Byl to jeden z nejvýznamnější aktů průmyslové špionáže. Živočišný je i původ textilního materiálu, zvaného vlna. jsou to textilní vlákna srsti ovcí, lam, velbloudů, koz a angorských králíků. Textilní vlákna se nejprve spřádají do souvislé niti a poté se křížovým propojením nití osnovných a útkových vytváří tkanina. Textilní a živočišná vlákna hrají nezastupitelnou roli v celém kulturním vývoji lidstva. Pro techniku je velmi významné to, že spřádací i tkalcovské stroje představují jedny z prvních "systémů", ve kterých se objevují některé části a prvky, které byly následně využívány i v dalších odvětvích. Zpracování textilních materiálů bylo významným faktorem, stojícím na počátku průmyslové revoluce - textilní materiály představují látku, umožňující strojní zpracování a vyskytující se v takových objemech, jaké ani nejsou ručně zvládnutelné.

Kaučuk

Málokterá látka dokázala v pravý čas vyřešit palčivý technický problém tak, jak to dokázal kaučuk. Bylo to však poměrně dlouho po jeho objevení. To bývá datováno rokem 1535. Jeden ze Španělů, kteří se účastnili exploatace Ameriky zapsal, že si Indiáni hrají s pružnými míči. Hmotu, ze které byly nazývali "cahuchu", což znamená "tekuté dřevo". Zpočátku byly z této látky vyráběny pláště do deště, které měly tu nepříjemnou vlastnost, že v chladnu ztuhly a v teple se lepily na tělo, Průmyslové využití vyřešil proces "vulkanizace".

Léčiva, drogy, koření

I tyto, poněkud "netechnické" suroviny mají v dějinách techniky nepominutelný význam. Použití léčiv je již ve starověku a v dobách ještě vzdálenějších spojeno sice s magií, avšak právě zde se již objevují významné prvky kauzálního myšlení. Člověk nalézá účinné látky v přírodě právě na základě logického vyhodnocení účinků těchto látek na daný patologický stav. Látky, povzbuzující či měnící vědomí hrají dále významnou roli stimulátorů obchodu a tedy i dopravy, a to především námořní. Do této kategorie patří především tabák, a v tzv. "trojúhelníkovém obchodu" hraje podobnou roli i cukr z cukrové třtiny, ze kterého se vyrábí v Anglii rum, za který se v Africe získávají otroci pro práci na třtinových plantážích. Významnou kapitolu představuje i koření, zejména muškát, pepř, vanilka a další, se kterými se Evropané setkali za křižáckých válek a které byly hnacím motorem námořních výprav a rozvoje mořeplavby vůbec. Vedle koření je nutno se zmínit i o drogách, které byly a

27

jsou důležitým obchodním artiklem, myznačujícím se astronomickými zisky. Tyto zisky se pak zčásti obracejí v prostředky na financování technického pokroku, jehož etická hodnota je ovšem problematická.

Suroviny anorganického původu

Kámen Kámen je ovšem materiálem z nejtrvanlivějších, materiálem monumentálním slavným a vznešeným. I on se v různé kvalitě nalézá takřka na celém zemském povrchu, odmyslíme –li si končiny pokryté sněhem a ledem, Mezopotámii či sprašové pláně Číny. Nejpříhodnější podobou, která jde již napůl cesty člověku, je říční valoun. Tak používal kámen již Homo habilis před 2 miliony let. Nálezy kamene jako nástroje jdou pak dále celými dlouhými dějinami doby kamenné, která znamená v dějinách člověka vůbec nejdelší období. Jednotlivé fáze se liší i tím, jakou pozornost věnuje člověk výběru materiálu. Od náhodně nalezených kamenů je možno již asi před 250 000 lety zaznamenat vědomé soustředění na zvláště vhodný nerost pazourek. Pazourek je tvrdý, houževnatý kámen, který je pro svou přiměřenou křehkost snadno opracovatelný úderem. Lokality, ve kterých se tento kámen vyskytuje byly zároveň prostorem nejrychlejšího a nejzřetelnějšího vývoje – Tento prostor ležel v pahorkatinách mezi Alpami, Biskajským zálivem a Lamanšským průlivem. Tam všude je pazourek přítomen v křídových horninách. Tam se ve starší době kamenné člověk také pustil dále v tom smyslu, že se nezastavil u sběru. Někde zde začal vybírat a vylamovat vhodné kameny ze skalních výchozů, což je již pradávný začátek důlního podnikání. Z té doby pocházejí první náznaky hledání surovin. Pazourek znamenal pro kromaňonského člověka totéž, co později naleziště rud kovů. Dalšími podobnými, avšak již méně vhodnými kamennými materiály je křemenec nebo rohovec. K pazourku jako těžené surovině přibyly záhy další - jsou to přírodní barviva, používaná v magii a náboženství. Zvláště důležitá byla pro člověka červená, poskytovaná oxidy železa a hnědá a černá, kterou mu dodávaly oxidy manganu. Mladší dobou kamennou s počátky domestikace zvířat a prvními pokusy s pěstováním zemědělských plodin začíná svítat civilizace. Tento znak bývá spojován s přechodem k usedlému životu, poskytujícímu člověku nové možnosti i pokud jde o využití dosažitelných nerostů. Nová technika – hlazení – spolu se zvládnutou technologií vrtání děr kostěným vrtákem umožňuje používání hornin spíše houževnatých než tvrdých, jako je amfibolit nebo smolek, případně obsidián. Ke kameni a barvivům zde přistupuje další vysoce perspektivní nerostná surovina – hrnčířská hlína. Patrně v té době se ve zvýšené míře člověk pouští do hlubinné těžby pazourků v šachtách a podzemních chodbách, ražených v křídových a vápencových vrstvách jižní Anglie, Belgie a Francie. Motyky byly vyrobeny z parohu, pazourkové palice byly na pružných dřevěných topůrkách a lopaty byly doslova z lopatek velkých domácích zvířat. K rozrušování horniny se již tehdy začal používat oheň, rozžhavená hornina polita vodou popraskala a snadněji se těžila. Tato metoda přetrvala až do středověku. Nejslavnější ložisko pazourku, této vpravdě strategické suroviny, bylo ve Francii asi 70 km jižně od Tours. Těžilo se ve strmých svazích nad řekou La Claise, a to jak v povrchových lomech, tak v krátkých štolách. Hlízy pazourku medově hnědé barvy dosahovaly délky až 35 cm a exportovaly se do Bretaně, Belgie, Švýcarska i Itálie. Význam této hornické oblasti pro šíření nových myšlenek byl veliký, byla to jedna z prvních setkání lidí z různých končin, rodů či klanů.

28

Hlína Je vedle kamene vlastním „materiálem“, ze kterého je složen povrch zemské souše. Země, prsť, ornice, je jedním z nejdůležitějších přírodních zdrojů, využívaných zemědělstvím. Jiné druhy „hlíny“, méně vhodné k zemědělství, sloužily k výrobě cihel, a to již při stavbě sumerského města Uru kolem 2040 ante. Ke stavbám prostých domů a pro vnitřní zdi byly cihly pouze vysoušeny na slunci, cihly vnějších zdí byly vypalovány a pokryty barevnou glazurou. Pevnost cihel byla zvyšována řezanou slámou, přimíchávanou do hlíny. Další významné použití hlíny se otevírá na poli keramické výroby, která je pro člověka nenahraditelným zdrojem nádob všestranného použití. I keramika se objevuje nejprve v Sumeru, a to ještě před cihlami, na začátku 3. tisíciletí ante. Hlína je surovina, jejíž cena se pro její „všudypřítomnost“ nezdá být veliká. I ona je však ve skutečnosti vzácným a ne vždy jednoduše obnovitelným zdrojem. Nejenže byly v dějinách v oné banální „hlíně“ objeveny rudy a suroviny, které člověk dále využívá, nýbrž je to „hlína“ či „země“, která vytváří krajinu a její krásu. Industriální haldy, zavážky a násypy, přirozeného zemního povrchu zbavené plochy, to vše vytváří naopak někdy až bezútěšnou anti-krajinu bez života, či s životem plevelně deformovaným.

AsfaltSe vyskytuje v přírodě buď v pevném nebo tekutém skupenství. Je to látka snadno zápalná, hořící však čadivým plamenem. U Mrtvého moře se vyskytuje v celých kusech, a ještě mnohem větší naleziště jsou na Trinidadu a na dalších místech světa. Ve starověku byl asfalt využíván způsobem, jakému vděčí právě za svůj řecký název: ASFALIDZÓ znamená „upevňuji“, a tak také asfalt „upevňoval“ cihly ve stavbě, sloužil tedy místo malty. V Egyptě se užíval při mumifikaci. Asfalt byl poté na několik tisíciletí do zapomenutí, a znovu byl objeven v 19. století, a to především jako izolace proti vlhkosti.

Uhlí Uhlí přichází do člověkova světa nejprve jako náhrada, resp. náhražka dřeva. Rozmach kovářství a hutnictví šel ruku v ruce se zvyšující se spotřebou dřevěného uhlí, takže zvýšená těžba byla zanedlouho bolestně patrna. V okolí vznikajících hutí a hamrů byly lesy často vytěženy do té míry, že bylo nutno dřevo dovážet z větších a větších vzdáleností. Uhlí, které se tehdy ještě objevovalo na povrchu ve výchozech některých uhelných slojí, se netěšilo dobré pověsti. Na otevřeném ohništi kouřilo a nepříjemně zapáchalo, a užívalo se proto pouze tam, kde se vyžadovalo dosažení vyšší teploty. První zmínky o povrchové těžbě a využití uhlí pocházejí z roku 852, a mělo se tak stát v anglickém opatství Peterborough. Významné místo v těžbě a využití uhlí patří klášteru Klosterroda v limburském vévodství, kde se těžilo na počátku 12. století. Pravý rozvoj využití uhlí je spojen s průmyslovou revolucí v Anglii, a to mnohostranně. Především jsou jím vytápěna ohniště „ohňových strojů“, atmosférických i parních strojů. Své budoucí velevýznamné využití nalézá uhlí díky těm, kteří objevili jak nahradit uhlím dřevěné uhlí ve vysokých pecích. Jde o proces suché destilace, kterou na uhlí provedl již roku 1640 Daniel Strumpfelt, ovšem ještě bez praktického využití. To přichází až poté, kdy bylo koksování úspěšně dovršeno využitím koksu ve vysoké peci Abrahama Darbyho. Ani to ještě nebylo zdaleka vše. Roku 1739 destiloval Angličan John Clayton černé uhlí tak dokonale, že obdržel celou řadu frakcí, od hořlavého plynu až po těžký asfalt. Při destilaci uhlí je jedním z produktů kamenouhelný dehet, který býval jako nevyužitelný odpad

29

spalován. Chemie dokázala z tohoto „odpadu“ získat tolik látek, od léčiv a sladidel až po barviva, že jim bude věnována pozornost v oddíle „Chemie“.

Zemní oleje První zaznamenané setkání člověka se zemním olejem se patrně odehrálo v Číně za dynastie Čchinů, asi 220 ante. Císař nechal vrtáním hledat sůl, avšak nalezli „olej“. Již tehdy k tomuto objevu nalezli čistící postup a vyrobili lampy, ve kterýcch tato celkem nevábná tekutina hořela a svítila. Další setkání se odehrálo o tisíc let později v jedné satrapii perské říše, kde je dnes Baku. Místní vládce Khan opět nechal vynalézt čistící zařízení a opět lampu, ve které tento olej svítil. Karavany pak rozvážely olej po městech blízkého východu, a Khan byl prvním, kdo na této páchnoucí mazlavé tekutině zbohatl. Okolo roku 1840 posílá ruský guvernér vzorek ropy do Petrohradu tamní Akademii věd. Ta však seznala, „že tato tekutina může být dobrá snad pouze k mazání kol vozů“. Okolo roku 1460 našel Španěl Don Alvara Alfonso Barba olej v Peru. Nebyl však využitkován. Jinak to dopadlo v západní Pennsylvánii, kde Indiáni zavedli francouzského misionáře ke kaluži plné „černé vody“. Kněz ji začíná užívat jako lék, čímž je započata cesta nafty jako léčebného prostředku proti rheumatismu, rakovině, plicním nemocem a vředům. Tato éra nafty jako léku trvala dlouho. Ještě v časech Benze a Daimlera se benzin kupoval v lékárnách. Mezitím však již roku 1858 plukovník Drake v Titusville hledá sůl jako Číňané a i on nalézá naftu. Deset let po tomto objevu jsou těžbou této tekutiny kolem Oil Creek a Titusville zaměstnány desetitisíce dělníků. Vedle bezejmenných dělníků zní neuvěřitelně příběhy těch, které nafta učinila slavnými a bohatými. Amerikou se potulovali zázrační doktoři, prodávající zemní olej jako lék. Jeden z nich se jmenoval Rockefeller. Měl vůz tažený koněm, tři černochy, provozující hudbu a dvě polosvlečené tanečnice. Jeho syn je se jmenuje John D. Rockefeller, je to zakladatel prvního naftového trustu, šéf společnosti Standard Oil, tehdy právem považovaný za jednoho ze skutečných vládců světa…

Barviva Anorganické barvy měly jiné využití než organické. Nebyly totiž vhodné k barvení textilií, avšak mnohem více byly využívány v malířství. Bílá barva se získávala křídou, sádrou nebo vápnem. Tyto běloby byly ve starověku používány i jako líčidla. Zemina okr poskytovala žlutou barvu, rudka červenou. Zvláště ceněny a rozšířeny byly již v pravěku výrazně modré a zelené minerály, které jsou oxidy mědi. Ty se používaly při barvení vypalované keramiky, a právě při této činnosti mohlo dojít k přítomnosti paliva, které bylo zároveň redukčním činidlem. Lze říci, že vrozená lidská touha po barevnosti a pestrosti vynesla ze země na světlo mnohé minerály, ze kterých se posléze více užitku dostalo jako z výchozích surovin v metalurgii či chemickém průmyslu.

Kovy Kovy, používané v technice jsou především produktem člověkem zvládnutých a řízených metalurgických procesů. Některé kovy však byly známy a používány již předtím, než člověk objevil možnost jejich redukce z rud. Jsou to především zlato a měď, které se vyskytovaly v nezoxidované podobě. Měď se vyskytuje ve velkých balvanech o váze až 3000 tun u Hořejšího jezera v Sev. Americe. Též v Bolívii je měď ve velkých kusech. Podobně je doloženo užití železa, které je však kosmického původu a dostalo se na zemi v podobě meteoritů. Proto se železo nazývalo v Egyptě „nebeský kov“, a meteority byly považovány za

30

zkamenělé hvězdy a uctívány v chrámech. Podíl využívání surových nálezů těchto kovů je však nepoměrně menší než podíl, získaný promyšleným lidským úsilím, a proto i v další kapitole bude i těmto kovům věnována větší pozornost.

Voda a pára Voda je základ všeho života. Tak to asi viděl i milétský filosof Thales, když předpokládal, že všechno vzniklo z vody. Již záhy se v lidských dějinách stává právě voda nejschůdnější cestou. Do jistého stupně kultury řeky a moře národy oddělují, od jistého stupně naopak spojují. Jak v antickém Řecku, tak v Anglii před vynalezením a zavedením železnice, ale i dlouho poté, je doprava po moři rozhodujícím způsobem pohybu zboží. Vlastnosti vody, žádoucí i nežádoucí, poznává člověk při tom, kdy ji je nucen přemísťovat. Při zavlažování poznává sílu vodního proudu, unášejícího, co se mu postaví do cesty, i kdyby to byla lopatka umístěná na hřídeli horizontálního vodního kola.Voda je první „trhavina“, používaná při vylamování kamenných bloků pro egyptské monumentální stavby. Je to ovšem voda, která působí bobtnání dřevěných klínů a tím roztržení skály v v člověkem určeném místě. Vztah mezi vodou a párou představoval pro člověka dlouho určité tajemství, a to zvláště v kategoriích starého myšlení, založeného na 4 elementech. Z tohoto učení vycházelo jako nejsrozumitelnější to vysvětlení, že je to živel vzduch, vzniklý působení živlu oheň na živel voda. První cílené pokusy s párou bývají přičítány Heronovi, který párou roztočil aeolský míč, Aeolipilu, neboli Heronovu báň. S párou dokázal dělat zajímavé a poučné pokusy, demonstrující takřka zázračné a tajemné vlastnosti této zvláštní substance. Pára se postupně stává nepostradatelným mediem v celém velkém oboru tepelných strojů, a to vše je založeno na tom, že z jednoho litru vody lze získat za normálního atmosférického tlaku 1700 litrů páry, schopné se ovšem znovu proměnit v 1 litr vody.

Vzduch Nebylo jistě jednoduché pochopit povahu oné sice všudypřítomné, avšak „neviditelné“ látky, prostupující náš svět. Vzduch byl považován za látku, související velmi těsně se životem, a to na základě jednoduchého pozorování – dokud člověk dýchá, „ventiluje“ dotud žije. Anaximenes, ionský filosof, si všímal právě této zvláštní povahy vzduchu – ač je sám neviditelný, pohybuje i solidními hmotami, přesouvá písečné duny, formuje a deformuje koruny stromů, a přisoudil mu i proto důležitou roli oné ARCHÉ, prvopočátku, ze kterého vydělováním protikladů povstává všechno ostatní. První pneumatické pokusy bývají připisovány alexandrijským mechanikům. Povahu vzdušného oceánu zkoumají pak jak galileo galilei, tal Toricelli, Viviani, Otto von Guericke, a jedním z výsledků jejich objevů je atmosférický stroj. Nezastupitelná role vzduchu při hoření byla rozeznána především v metalurgických postupech, ve kterých je nutnost přívodu vzduchu řešena několika způsoby. Pece byly buď stavěny na návětrných svazích, na kterých sám vítr vháněl vzduch do kanálu, ústícího v peci, nebo později byl vzduch do pece vháněn měchem. Konstrokce zařízení, vhánějících vzduch do pece bylo velmi mnoho, byla to jakási stálá výzva, volající po nalezení něčeho nového, výkonnějšího, jednoduššího úspornějšího. Vzduch je tedy vedle vody ta nejvzácnější přírodní surovina, která je výjimečná i tím, že její využívání se (dosud) na rozdíl od ostatních surovin děje svobodně, volně a bezplatně.

Rudy Od chvíle, kdy člověk objevil možnost získávat z minerálů kovy, nastala zcela nová situace. Pustá místa, o která neměl zájem ani zemědělec, a kde často ani nomád nenašel potravu pro svá stáda, se stala náhle místy strategické důležitosti. Sinajský poloostrov se svým bohatstvím měděných rus se stal předmětem mocenského zájmu Egypta. Mapa rozmístění rudných nalezišť se stává postupně stále a stále důležitějším východiskem dramat

31

mezinárodní mocenské politiky. Doly, které bylo nutno hloubit po vyčerpání výchozů rudných žil a vytěžení podpovrchových vrstev sloužily právem jako obraz pekla. Byla to místa, ve kterých ve starověku obvykle pracovali zajatci, otroci a trestanci.

Kovy

Zlato (Aurum, spojováno se Sluncem) Nejen v Hesiodově eposu Práce a dni (o kterém bude ještě několikrát řeč), ale v reálných dějinách byl patrně jedním z prvních kovů, se kterými se člověk kdy setkal. Je jedním z těch kovů, které je možno při troše štěstí v přírodě v čisté podobě nalézt. Zlato se nachází zvláště v říčních naplaveninách, kam je přinášeno ze zlatonosných končin v horních tocích řek. Známost zlata bývá kladena do neolitu, tedy před 6000 lety. Je to kov velmi pohnutých dějin, stal se záhy prostředkem směny a různá etnika k němu měla navzájem velmi odlišný vztah. Některá neměla pro zlato slovní označení, a protože se s ním tyto kmeny seznámili později než s dalšími kovy, nazývali ho buď názvem, pod kterým k nim přišlo, případně jako „žlutou měď“ nebo „žluté železo“. Zlato se zpracovávalo především tepáním, a vlastně od samého počátku to byl vždy kov ozdob, amuletů, magických předmětů. Jeho největším starověkým nalezištěm byla Nubie, později tajemná země Ofir, za kterou se patrně skrývá Indie nebo Arabie. Těžba zlata se děla nejprve rýžováním, založeným na tom, že těžší zlatinky klesají v rýžovací nádobě ke dnu nebo se zachycují na dně koryta, kterým voda s rozmělněnou zlatonosnou horninou protéká. Báje o zlatém rounu připomíná právě to, že rouno bylo dobrým „zachycovačem“ zlatých šupinek. Pokročilejší technologií je amalgamace, při které je využita objevená skutečnost, že je zlato rozpouštěno rtutí a ohněm je možno ho z rtuti opět oddělit.

Stříbro (Argentum, spojováno s Měsícem)Stříbro bylo poznáno mnohem později než zlato. Je to proto, že se jako čistý kov vyskytuje daleko vzácněji, a jeho příprava z rudy je obtížnější. Stříbrné šperky, pocházející ze začátku 3. tisíciletí byly nalezeny v Řecku, později bylo stříbro těženo Féničany na Pyrenejském poloostrově a jejich obchodem šířeno dále. Dostatek či nedostatek tohoto kovu velmi výrazně ovlivňoval jeho cenu, a to zejména vzhledem k zlatu. V některých krajích bylo proto ceněno nad zlato, jinde byla jeho cena velmi malá, jako například v Palestině za časů Šalomounových. Ve starém Egyptě bylo naopak zlato ceněno méně než stříbro, a proto byly někdy zlaté předměty potahovány stříbrným plíškem. Vzájemný kurz stříbra a zlata, těchto dvou „mincovních kovů“ byl předmětem velmi ranných ekonomických spekulací a zásahů, majících přivodit cílené ekonomické důsledky. Tak rozhodnutím Filipa Makedonského o zrovnocenění zlata a stříbra měla být poškozena perská ekonomika, založená na zlatu. Jistou roli hrála i slitina zlata a stříbra, Egypťany nazývaná „asem“ a řeky „elektron“ Právě „podvodná“ slitina zlata a stříbra v koruně krále Hierona prý přivedla Archimeda k slavnému, takřka detektivnímu pátrání, na jehož konci je dle vyprávěné legendy Archimedův zákon.

Měď (Cuprum, spojováno s Venuší)

32

Pomineme-li kovy, které se nacházejí v přírodě v ryzí formě nebo jsou meteorického původu, pak prvním kovem, získaným činností člověka, byla měď. Dle dnešního stavu vědění se tak stalo náhodně kole 5000 ante. a to v přední Asii. Jak se to stalo osvětlují dvě theorie - jednak obložení stálého ohniště malachitem, druhá, že se tak stalo při vypalování keramiky. Vedle odlévání byla u mědi objevena možnost kování za studena, a to v této fázi takřka výhradně na ozdoby a zbraně vyvolených. K Egypťanům přišla známost metalurgie mědi z Asie. Využívali bohatá naleziště měděných rud na Sinajském poloostrově. Tyto počátky snad sahají až do 5. tisíciletí ante. Sinajský poloostrov se stal pak pro Egypt prostorem jeho strategického zájmu, a máme zde co činit s tím, že místa se surovinovými zdroji roztáčejí kola imperiální politiky. Podobná naleziště byla předmětem státního zájmu, svárů i válek. Z mědi byly vyráběny kamenické nástroje, pro tento účel byla měď tvrzena arsenem. Sošky sumerských bůžků z doby kolem 4000 ante jsou 99.9 % mědi, stejně jako egyptské zrcadlo z období kolem 3500. V době římské byl hlavním nalezištěm mědi ostrov Kypr, a odtud pochází i latinský název mědi – cuprum, z aes cyprium, kov kyperský.

Cín (Stannum, spojováno s Jupiterem)Se objevuje již ve 3. tisíciletí ante, a byl patrně znám v Egyptě i Mezopotámii. Existoval i obchod s cínovou rudou, který překračoval hranice jednotlivých kulturních okruhů. V antice nebyl ovšem často přesně odlišován cín od olova. Cín se ovšem objevuje především jako součást důležité slitiny s mědí, bronzu. Přirozeným počátkem používání bronzu mohly být rudy, ve kterých se již oba kovy vyskytovaly přibližně v tom poměru, v jakém jsou v bronzu obsaženy.

Železo (Ferrum, spojováno s Marsem)Dokázali poprvé z rudy získat Chetité kolem poloviny 2. Tisíciletí ante. Získávalo se především z rudy hnědele a magnetovce, Zprvu vyráběné železo však bylo málo uhličité a proto měkké a nedosahovalo kvality bronzu. Teprve kolem 1200 se podařilo vyrábět ocel a kolem 1000 ji vyrábět v dostatečném množství. Ocel se stala nejdůležitějším materiálem pro výrobu zbraní a nástrojů. V Indii je již od poloviny 2. Tisíciletí známa i litina. Větší rozšíření železa se datuje asi od dob Homérových, tedy od počátku 1. tisíciletí ante. V římské době měly dobrou pověst doly na železnou rudu na Elbě a v nynějším Štýrsku. Egypt měl vlastní doly na železnou rudu jihozápadně od Assuánu a u Hammai mezi Nilem a Rudým mořem. Železo bylo v mytologických a astrologických představách spojeno s planetou Mars, a s ní s válkou a smrtí. Nástroje pro posvátné a kultické úkony tak velmi často nesměly být ze železa – v římských dobách musela například radlice pluhu, kterým se vytyčoval obvod zakládaného města, být z mědi. Brána do pekla je v pohádkách zpravidla železná.Železo bylo používáno především na zbraně, a to až do 18. století, a teprve poté se začíná prosazovat i jako konstrukční materiál a začíná v této roli vytlačovat dřevo. Význam železa a oceli v dějinách techniky je tak velký, že dějinám metalurgie železa je věnována v tomto sloupci samostatná obšírná stať.

Olovo (Plumbum, spojováno se Saturnem)Je známo již ve 2. tisíciletí ante, a to v Egyptě, Mezopotámii a Indii. Je používána pro mnoho účelů, v Egyptě jsou například z olova střešní tašky, a je o něm zmínka v daňovém soupisu faraona Thutmose II., panujícího v 15. stol. Ante. v Indii závažíčka, napínající na vertikálním rámovém tkalcovském stavu osnovní nitě. V Řecku i v Římě byla výroba olova velmi rozsáhlá a bylo používáno i pro mnoho předmětů každodenní potřeby, například na psací tabulky, závaží a mince. Olovo bylo používáno i pro vodovodní potrubí. Odtud také

33

pocházelo mnoho případů otravy olovem, která se projevuje mimo jiné i neplodností. Římané dokázali olovem i letovat. Zaměňování olova a cínu vyplývalo i z toho, že oba tyto kovy byly považovány za odrůdu téhož kovu. Sám Plinius ve své „Historia naturalis“ mluví o černém a bílém olovu.

Rtuť (Argentum vivum, spojováno s Merkurem)Byla známa již Egypťanům od 16. stol. ante, Řekové a Římané ji vyráběli z rumělky. Používala se k těžení zlata amalgamováním. První císař Čchinů kolem r. 220 ante nechal vyrobit plastickou mapu své říše, kde vodní toky a plochy představovala rtuť. Kovovou podstatu rtuti předpokládal již G. Agricola, prokázána však byla teprve fyzikem Braunem roku 1759.

HliníkH. Davy tavil jednou 1809 v kelímku elektrickým obloukem železnou rudu, obsahující kamenec a dostal slitinu "tvrdší než železo, ale mnohem lehčí" Dánský fyzik Oersted o tom zpravil německého chemika Woehlera - otce syntetické chemie - a tomu se r. 1828 podařilo vyloučit čistý kov v podobě prášku, který nazval "alumen" Chemický způsob výroby ve velkém vypracoval o třicet let později francouzský chemik St.-Claire Deville. Rpku 1859 bylo vyrobeno 100 kg hliníku, kg stál 1050 Franků. Na pařížské výstavě budilo toto "stříbro z hlíny" velkou pozornost, německý fyzik Bunsen ukázal možnost vyrábět hliník elektrolyticky, ale teprve Angličan Brandley r. 1883 přišel na šťastnou myšlenku vyvozovat potřebné teplo uvnitř nádoby elektrickým proudem a tak pomohl elektrolytickému způsobu k úspěchu. Hall v Americe a Héroult s Kilianem (z AEG) začali koncem 80 let vyrábět ve velkém nejprve hliníkové slitiny a potom hliník čistý. Výrobní cena klesala, ale zájem byl nevalný - z hliníku se vyráběla kukátka, držátka a hračky. Zhola novou cestu ukázala motorová skříň z hliníku, vyrobená 1890 Daimlerovou továrnou. Hliníkové slitiny, zejména duraluminium (hliník s mědí, hořčíkem a manganem) způsobilo hotový převrat ve stavbě motorů, automobilů a letadel.

Nekovové materiály

KeramikaBývá svým počátkem kladena do časů agrární revoluce, kdy usazené populace mají nejen možnost, nýbrž i potřebu výroby keramických nádob. Největšího rozmachu dosáhla keramická výroba v Babylonii a Assyrii, a to dílem i proto, protože v těchto krajích byl nedostatek kamene, což vedlo k zvýšenému zájmu i umění ve zpracování takřka všudypřítomného materiálu – hlíny. Pokročilá keramika je ovšem vyráběna ze speciálních vhodných přírodních materiálů. Základem všech výrobků jsou sloučeniny kyseliny křemičité, křemičitany. Hlína, tento základní materiál je vlastně křemičitan hlinitý znečistěný železem. Nejcennější hlínou je kaolin, který se ztrátou kyseliny křemičité stává bauxitem, surovinou k výrobě hliníku. Postup výroby keramiky všech druhů je stejný - hlína zbavená nečistot se smísí s vodou, prohnětena v těsto a pak formována do žádoucích tvarů. Po vypálení při 900° - 2000° nastane v tomto materiálu taková chemická proměna, která mu dodá tvrdost, pevnost a nerozpustnost.Povrch bývá pokryt glazurou. Podobným způsobem vzniká porcelán, kamenina, hliněné zboží, cihlářské zboží, ohnivzdorné hmoty i spojovací stavební materiály.

SkloNejstarším kouskem skla je skleněná perla, nalezená v jednom egyptském hrobě a pocházející z 6. Tisíciletí ante. Kolem počátku 4. Tisíciletí se výroba skleněných předmětů, zejména

34

perel, objevuje ve větší míře v Egyptě i v Mezopotámii, a to ve velmi vyspělé podobě. Sklářství bylo posvátným řemeslem, pece musely být stavěny ve šťastném měsíci a byly kulticky posvěceny. Vznešenost si sklářství zachovalo po tisíciletí, v Benátkách byl každý sklář šlechticem a ve Francii v 15. Století bylo sklářství vyhrazeno pouze šlechticům. Výrobní tajemství byla velmi přísně střežena, a jejich uchování bylo váženo více než lidský život. Při výrobě skla byla ovšem velká spotřeba dřeva, protože z dřevěného popela se získávala potaš jako jedna z nezbytných surovin. Nový způsob sklářství, velkovýroba skleněného zboží a seriovost přichází z USA. Tamní skláři neměli příliš smyslu pro tajemné obřady a uchopili řemeslo zcela komerčně, což ovšem vyvolalo nutnost podobného obratu i v Evropě. Tak například Owensův stroj na výrobu lahví z r. 1900 nahradil 45 sklářů i s pomocníky.

Metalurgie základních technicky využívaných kovů

Měď a její slitinyObjev a užití kovových materiálů vedl ke společenským změnám a postupnému zániku neolitických kultur. První použití přírodního kovu bylo pouze podružnou záležitostí vedle využívání klasických přírodních materiálů – kamene, kosti a dřeva, které sloužily k výrobě nástrojů ještě celá tisíciletí. Teprve osvojení a rozšíření znalosti tavení, slévání a kování při využití plastických vlastností kovů pro výrobu předmětů nejrůznějšího charakteru vedlo k důslednému užívání kovových nástrojů. Kritické stadium bylo překonáno teprve po zavedení systematické těžby rud, která postupně nahradila povrchový sběr.

Existuje řada teorií o původu metalických kultur a jejich postupné penetraci. Nejvíce hmotných dokladů potvrzuje teorii o původu mědi a jejím zpracování na Blízkém východě v oblasti severovýchodního Íránu a východní Anatolie, kde se nacházejí vhodné zásoby měděných rud a paliva. Časová hranice prvního užití mědi v těchto oblastech se posunula až k 7. tisíciletí př.n.l., zatímco systematické zpracování karbonátových a oxydických ložisek nastalo až v dalších tisíciletích. Všeobecně se soudí, že objev tavení mědi, případně jejích slitin s příměsí jiných kovů (antimonu) obsažených v rudách proběhl při vypalování keramiky, kdy se mohlo docílit dostatečně vysoké teploty kolem 1000 stupňů Celsia. Náhodná vsázka rudy ve formě příměsi v topné komoře keramické pece v redukčním

35

prostředí mohla přivodit redukci kovu za současného vzniku metalické strusky. Byly to právě měděné rudy, které byly rozpoznatelné svým výrazným zbarvením. Měď byla ostatně získávána prospektorskou činností ve své ryzí formě od 7. tisíciletí. Z počátku byla zpracovávána kováním a tepáním za studena, později byla její křehkost při těchto operacích odstraňována ohřevem.

Metalurgické znalosti se rozšířily z původního centra do Evropy přes Středomoří a dále přes Balkán, případně cestou severně Kavkazu. Zeměpisné určení metalurgických center je dáno výskytem vhodné rudy a možností získání vhodného paliva. Tyto lokality ležely většinou na samých hranicích městských států úrodného půlměsíce, či zcela mimo jejich kontrolu. Proto vládcové těchto států koncentrovali surovou měď z odlehlých zdrojů do zpracovatelských dílen v centrech. Ve středoevropském prostředí se měď získávala směnou z Balkánu, teprve později se objevují výrobky z arzénové mědi mající původ v oxydačních zónách uhličitých rud východoalpských ložisek. Po vyčerpání těchto zdrojů se přešlo k tavení sulfidických rud, vyžadujících složité pražicí, redukční a rafinační pochody. Při pražení byly vrstvy rudy prokládány vrstvami dřevěného uhlí. Následovalo trojí tavení, při němž byla postupně získána měď o ryzosti 95%. Spontáně vzniklé bronzové slitiny s příměsemi As, Sb a Pb byly obvyklé v celé metalické oblasti Evropy. Tyto prvky pocházely zpočátku ze zpracovávaných rud, teprve později byly do materiálů určených k odlévání záměrně přidávány. Srovnáním množství strusek a množství odvalů z oblasti východních Alp, datovaných do střední doby bronzové, lze odhadnout produkci mědi, která v této oblasti trvala od roku 1700 před n.l. a rozvinula se v rozmezí let 1300 až 800 př.n.l. zhruba na 20 000 t mědi.Z prostředí českých zemí nejsou pro tato období žádné archeologické doklady těžby měděných rud. Byla však exploatována ložiska Slovenského Rudohoří, odkud existují doklady těžby od starší doby bronzové, doložené nálezy motykovitých mlatů ze starých hald ve Španie dolině.

K využití přírodní mědi a mědi získané redukcí kysličníkových a karbonátových rud došlo ve středoevropském prostředí od 4. do počátku 3. tisíciletí př.n.l.

Nejstaršími kovovými výrobky pocházejícími ještě ze samého sklonku neolitu jsou měděné předměty z okruhu lengyelské kultury (ploché sekyry, motykovité sekyry), bohužel však z nestratifikovaných nálezů. Původ těchto předmětů je patrně v oblasti jihovýchodní Evropy. Polovina jedné z nejstarších kamenných forem pro odlitek dýčky z Ludéřova na Olomoucku může ukazovat na hypotetické využívání jesenických měděných rud lidem kultury zvoncovitých pohárů. Poněkud nejasným dokladem hutnické činnosti z období staršího metalika je nález reliktů tavicích pecí ze sídliště pod Klucaninou u Tišnova, případně nález poloroztaveného bochníku bronzoviny s dosud neroztavenými zlomky předmětů z Horního Spáleniště ve východních Čechách. Od nejstaršího eneolitu je v Čechách prokázáno slevačství mědi nálezem kelímků na sídlišti kultury nálevkovitých pohárů v Makotřasech. Ze staré doby bronzové z období únětické kultury pocházejí početné soubory odlitků seker, dlát a dýk. Absence slévárenských forem může být dána užitím hliněných forem pro vytavitelné voskové modely. Ojedinělým je nález otevřené formy pro odlitek ploché dýky z Prahy–Vysočan. Nálezy trvalých slévárenských forem, kamenných kadlubů, pocházejí až z mladších období. Jejich rozšíření je nápadné při dolním toku Ohře a na Slánsku, odkud pochází zhruba polovina nálezů (cca 60 kusů) v koncentraci přesahující evropský průměr. Tyto formy, většinou dvoudílné, mají již všechny konstrukční náležitosti užívané dodnes pro odlévání jak jednoduchých odlitků (hromadné stromečkové odlévání jednoduchých ozdob, nášivek, kroužků), případně hmotnější odlitky plochých seker, seker s lištami a seker s laloky, nožů, břitev, srpů s lištami – tak pro odlitky dutých předmětů s použitím hliněného jádra (např. sekyrky s tulejí). Otvory ve složitějších odlitcích byly vytvářeny buď pomocí nepravých jader, gravírovaných přímo ve formě, nebo pomocí hliněného jádra umístěného buď na podpěrkách z drátů, nebo fixovaných známkou ve formě. Způsob výroby odlitku lze ve

36

většině případů odvodit podle technologických stop zanechaných na odlitku, na němž i po opracování kameným brouskem nebo pilníkem, či dlátkem zůstávají švy dělicích rovin, případně stopy vtoků a výfuků. Je také možno rekonstruovat způsob výroby z částí, případně i zlomků trvalých – ve vzácných případech i hliněných forem. Kamenné licí formy byly často kombinovány tak, že byla využita jak líc, tak ostatní plochy formy, v nichž byl rytím vyhotoven negativní tvar předmětu určeného k odlití. Vzájemným pootáčením formy bylo možno odlít další předměty. Formy byly opatřeny vtokovou soustavou, případně jemně rytou soustavou odvzdušňovacích kanálků, zaváděcími kolíky zajišťujícími části formy proti vzájemnému přesazení. Z této doby existují hmotné doklady nálezů základního nářadí dokládající kovářské operace a úkony při opracování odlitků (kladiva, kleště, dlátka, sekáče, pilníky jednoduchých forem) pocházející jednak z výrobních okrsků, jednak z hrobové výbavy řemeslníků, případně z přítomnosti nářadí v depotech. Existovaly rozdíly v licích technikách užívaných v různých oblastech Evropy, jak je zřejmé z vtokových soustav seker s tulejí, kde se v oblasti západně od Slovenského Rudohoří užívalo dvou vtokových kanálků, zatímco na východ pouze jediného. Odlévání na ztracený vosk bylo užíváno více v oblastech Skandinávie, než ve střední Evropě, kde bylo této metody užíváno jen ojedinělě a to spíše v pozdějších obdobích. Vzácně se nacházejí i bronzové formy. Na opakované využívání materiálu ukazují depoty zlomků již užitých předmětů.

Pro odlévání předmětů do forem bylo později užíváno hlavně slitin mědi, které měly lepší mechanické a technické vlastnosti než čistá měď. Lépe se odlévaly a byly tvrdší, to podle druhu a množství příměsí. Nejprve to byly patrně bezděčně přítomné příměsi mající původ v tavené surovině. Tak prvními bronzy byly slitiny s obsahem arzénu, typické pro bronzy balkánského původu. Některé drobné odlitky římských metalurgů mají ještě podobné složení. Není jasné, jakým způsobem došlo k záměrné přípravě klasické bronzi, slitiny mědi s cínem. Pravděpodobně se tak stalo při tavení měděných rud s příměsí kasiteritu ve vsázce. Tyto slitiny se objevují na Předním východě od 3. tisíciletí před n.l., ve střední Evropě zhruba o tisíc let později. Zdroj cínu, jehož bronzi obsahují 5 až 10 %, není spolehlivě vysvětlen, patrně byl získáván z dnes již vyčerpaných ložisek v horách Íránu, Afghanistánu a Pakistánu. Uvahu, že cín pro bronzové odlitky únětické kultury byl získáván z oblasti Krušných hor, případně, že byl předmětem dálkového obchodu do území Malé Asie (Trója), případně Mesopotamie (Ur), je nutno opustit. Samotná únětická kultura je navíc chudá a retenční.

Metalurgická pec se lišila od ostatních typů pecí (chlebových, keramických, resp. sklářských). Jak již bylo řečeno, její původ souvisí s činností pecí pro výpal keramiky.Ovšem pro keramickou pec z tohoto období nejsou hmotné doklady. Existuje domněnka, že úpravou této pece, případně změny konstrukce, které si vynutila nová technologie, vedly k novému typu pece. Měděná ruda může být natavena již při teplotě 800°C, zatímco čistá měď při 1083°C, což jsou teploty, jichž bylo v keramických pecích dosahováno. Pece, do nichž byl dmýchán vzduch, mohly být užity nejen pro tavení surového kovu, ale mohlo z nich být přímo odléváno. Aby se vyloučilo působení paliva na tavený kov, byl kov v některých případech taven v kelímcích, které byly zhotoveny buď z jílu, nebo směsi jílu a písku. Takový kelímek mohl být vkládán do jakékoliv pece. Kromě tavení v kelímku, které bylo užíváno spíše pro práci s menším množstvím vzácných kovů (např. zlata), bylo nejprve užíváno kotlovité zahloubené nístěje vymazané jílem, do níž byl přiváděn vzduch systémem otvorů, tohoto typu pece bylo užíváno na Blízkém Východě v rozmezí 3. a poloviny 2. tisíciletí př.n.l. (Ras el Timná, Izrael). Roztavená měď byla nalita do kamenné formy v níž byly odlity tyčky nebo malé ingoty. Postupně byla nístěj obklopena kruhem z kamene, nebo jílu, který se postupně zvyšoval – nejprve při zadní stěně pece – až vytvořil šachtu pece. Takový typ pece byl v Evropě postupně užíván od 2. tisíciletí. Byl převzat z oblasti východního Středomoří. Vrstvy dřevěného uhlí a rudy vyplnily nístěj pece, do níž byl přiváděn vzduch z prostoru za nístějí. Roztavený kov se sbíhá a slévá do lupy v nístěji pece. Nálezy zlomků keramických

37

dyšen dokládají užití umělého dmýchání vzduchu do prostoru pece. Otázka užití dmýchání vzduchu (větru) nutného pro dosažení tavicí teploty materiálu není spolehlivě vyřešena. Bez použití dmýchání vzduchu nemohou být některé tíže tavitelné kovy (např. zlato) roztaveny. Pro roztavení malého množství kovu, jak se jej používá např. v klenotnictví, stačí použít trubice, do níž se fouká vzduch ústy. Egypťané používali kovových trubic s jílovou keramickou hubicí, která dostala v pozdější době tvar jednoduché dyšny ústící do pece. Prostší byly rákosové trubice užívané ke stejným účelům Sumery a Babyloňany. Větší množství dmychaného vzduch a hlavně jeho plynulou dodávku vyžaduje efektivnější řešení. Nejjednuduší je užití zvířecí kůže jako měchu. Výhodnější je užití diskovitých měchů. Dvě, nebo více nádob je pokryto volnými kůžemi. Trubice z nádob ústí do dyšen volně, aby škvírou mohl být do nádoby nasáván vzduch, který je posléze tlakem na kůži vháněn do pece. Se vzrůstající produkcí železa dochází k postupnému omezování využití bronzů, kterých se postupně užívá spíše k výrobě drobných předmětů ozdobného nebo votivního charakteru. Výjimku tvoří odlitky uměleckého charakteru, které se objevují již v kulturách Předního východu, často z kombinovaných materiálů – původně tepané. Po roce 1800 před n.l. vznikají na Krétě drobné bronzové idoly, plakety a modely labyrintu, z Mykén pak známe lité ataše kotlů, zrcadla a rhytony. Etruskové odlévali drobné rituální sošky, ale i sochy tvořené pod řeckými vlivy. Vrcholu dosáhla tvorba v období klasické řecké kultury, což dokládají tenkostěnné odlitky postav bohů, heroů a atletů, často z nálezů z vraků. Model postavy byl vytvořen z hlíny, na nějž byla natažena tenká vrstva vosku o síle stěny odlitku. Po vytavení modelu a odlití formy došlo k cizelování odlitku, zahlazení nerovností, odstranění technologických stop, vyhlazení povrchu a vyznačení detailů rydlem (vousy, vlasy). Do bronzového odlitky byly vkládány další materiály, jako rty z mědi, zuby ze stříbra a oči pokryty skelnou pastou. Povrch odlitku byl vyleštěn do červenavé barvy. V počátcích Říma se odlévají drobné plastiky podle předloh starších severoitalských kultur, teprve později sochy politiků inspirované řeckými vlivy, nebo kopie řeckých originálů. Z keltských dílen jsou to lité mince, drobné figurky, lité konvice vyráběné pod etruskými nebo řeckými vlivy (kratér z Vix). Pro východní kočovné kmeny jsou typické lité kotle. Po několikastaleté odmlce dochází k nové vlně výroby hmotných odlitků, jako jsou např. odlévané chrámové dveře, křtitelnice a konečně odlévání zvonů. Ty byly odlévány již od 4. století římskými řemeslníky, ale ke skutečnému rozvoji této specializované výroby došlo až po roce 1000. Nejstarší zvony na území českého státu byly snad již ve 12. století v Sázavském klášteře. Z datovaných zvonů byl nejstarší zvon z Trhových Svinů (1261, bohužel roku 1826 roztavený), nejstarší zachovaný zvon je deponován v chebském muzeu, je datován 1286 a jedná se snad o import z Dalmácie. Ze 14. století pochází již celá řada zvonů patrně domácí produkce (celkem na 32 exemplářů), z 15. století celkem 417 zvonů, již klasického profilu zvonového žebra užívaného dodnes. Kromě odlitků různého nádobí dochází od konce 14. století k odlévání dělostřeleckých hlavní a znovu uměleckých odlitků z nejrůznějších materiálů na bázi slitin mědi, často s vysokým obsahem olova a dalších přísad. Příkladem může být socha sv. Jiří, odlitek zhotovený bratry z Klausenburka (Kluže), pocházející z doby kolem roku 1375, původně součásti sbírky na Budínském hradě. Z dalších století známe celou řadu zvonů, fontán a soch i se jmény jejich výrobců (Tomáš Jaroš z Brna, Vavřinec Křička z Bítýšky – autor „Návodu k lití zvonů a děl…”). Kovolitecké řemeslo dosáhlo vrcholu v 16. století, kdy desítky dílen pracovaly v českých městech, kde zpracovávaly kutnohorskou měď, která byla vedlejším produktem při zpracování stříbra. Kromě kutnohorské mědi byla získávána měď také z kyzových ložisek s obsahem mědi v západní části Krušných hor. O dolování u Kraslic jsou písemné doklady z roku 1412, dolovalo se zde však patrně nejméně v předchozím století. Dolování pokračovalo po 15. století, vrcholu však dosáhlo ve století 16. Po přerušení zaviněném třicetiletou válkou se podařilo těžbu v menším měřítku obnovit, ta však skončila v 18. století. Od poloviny 15. století se dolovalo u Měděnce a na Hoře sv.

38

Kateřiny. Těžbu financovalo těžařstvo rudokupců ve spojení s norimberskými obchodními domy. Spolu s postupným omezováním těžby se snižovala také produkce zvonařských dílen, na jejichž provoz měla vliv třicetiletá válka a její hospodářské následky. Tradiční výroba však trvala až do 19. století.

HliníkHlavním metalurgickým počinem konce 19. století byl objev dvou lehkých kovů, které mají vysoký podíl na složení povrchu Země, to je aluminium a magnesium (hliník a hořčík). Substance známá od středověku jako alumn byla užívána jako mořidlo při barvení a byla předmětem dovozu z Blízkého Východu přes Středomoří. V roce 1754 uvádí Margraaf, že se alumn skládá ze dvou složek, jedné podobné vápnu a druhé výrazně odlišné substance obsažené v jílu. Kolem roku 1807 H. Davy redukoval z alumnu kysličník, který pojmenoval alumina. Při svých pokusech nebyl zcela úspěšný, přiblížil se však získání alumunia při elektrolýzách směsi hydroxydu potaše a alumina. Po řadě pokusů dalších lučebníků až roku 1827 získali nezávisle na sobě Oersted, Wohler a St. Claire Deville minimální množství nového kovu. Metoda užitá Devillem spočívala ve smíchaní chloridu hliníku s čistým sodíkem, aby získal hliník a chlorid sodíku. Hliníková tyč byla vystavena na Světové výstavě v Paříži roku 1855. Výroba byla enormě nákladná (uváděná cena 130 Liber za kg). Princip míšení jednoho kovu s jiným se však ukázal nadějným a tak byl touto metodou objeven také titan a lacinější výroba sodíku zavedená roku 1886 (Castner).

Téhož roku se situace ve výrobě lehkých kovů zásadně změnila, když Hall v USA a Héroult ve Francii zavedli nový technologický proces založený na elektrolýze. Metoda, kterou vyzkoušel před léty Davy byla použitelná ve velkém měřítku při využití laciné elektrické energie, když zdroj proudu z baterie byl nahrazen zdrojem z točivého stroje (dynama). K výrobě bylo užíváno pecí s dvojicí uhlíkových elektrod, při elektrolýze se hliník vylučoval na katodě, která měla tvar uhlíkového kelímku na jehož dně byla šarže alumina. Tento proces, nazývaný Hall–Héroultův je jediným průmyslovým způsobem užívaným dodnes. Vyžaduje příkon asi 25 000 kW k výrobě 1 t hliníku, při čemž výrobní cena je závislá na ceně energie.

Je zajímavé, že již kolem roku 300 užívali Číňané slitiny mědi s vysokém podílem aluminia (aluminiový bronz), který získávali redukcí z bohatých měděno–hliníkových rud.

39

Železo

Terminologický exkurz:

Železo (ferrum) je chemický prvek s atomovým číslem 26, čisté železo je stříbrně bílý kov, jeho měrná váha je 7,84 a bod tání 1529 C. V čisté podobě se prakticky nevyskytuje, i když se tu a tam udává, že z čistého železa je tzv. Kutubský sloup u Delhi v Indii. V technické praxi a tedy i v dějinách techniky se používá pouze železo s přísadami, a to zejména s těmi, které jsou úmyslně k železu přidávány pro dosažení určitých vlastností (uhlík, mangan, křemík, nikl, chrom, molybden, wolfram, vanad, kobalt atd.) Dále bývají přítomny příměsi nežádoucí, které se nepodařilo při výrobě odstranit a které technickou kvalitu kovu zhoršují (fosfor, síra, dusík). Železo s žádoucími (i nežádoucími) přísadami se v odborné technické terminologii již nenazývá železo, nýbrž podle obsahu uhlíku se výsledná slitina železa a uhlíku (a případně dalších kovů) nazývá buď ocel – do 1,8 % uhlíku nebo litina s obsahem uhlíku vyšším. Název „železo“ se ovšem vyskytuje (zvláště v historických studiích) ve spojení „železo svářkové“ a „železo plávkové“. Jako železo svářkové se označuje železo, které při svém zkujňování nedosáhlo tavící teploty a došlo tedy pouze těstovité konzistence, což bylo především železo zpracovávané pudlováním, zatímco železo plávkové je to, které při zkujňování zůstává tekuté. Jiným ustáleným spojením je termín „železo kujné“ a „železo nekujné“. Sám název napovídá, jaké je zde rozlišující hledisko. Teoretickým rozhraním je 1,75% C, avšak v praxi mají kujná železa zřídka přes 1,5 % C. nekujné je především surové železo, které může mít až 7% C. Surové železo buď podstupuje zkujňovací proces, spočívající především ve snížení obsahu uhlíku, nebo je přetaveno na litinu, u níž se obsah uhlíku pohybuje kolem 2,5 %, a která tedy patří mezi slitiny nekujné. V pojednáních, věnovaných dějinám techniky se ovšem platná odborná terminologie obvykle nedodržuje. Běžně se mluví o „železe“, „železné době“, "železných nástrojích", "železných výrobcích“, „výrobě železa“, ačkoliv by se takřka ve všech případech mělo mluvit o oceli, případně surovém železe nebo litině. Na tuto terminologickou nepřesnost je nutno si zvyknout a převádět si případně v mysli tradičně nepřesně užívané výrazy do platné odborné terminologie.

Počátky výroby železa ve starověku

Železo, které s výjimkou meteoritů (tzv.nebeského kovu) nebylo v přírodě k dispozici v ryzí podobě, se vlivem obtížně tavitelných rud opozdilo ve svém nástupu do světové techniky za jinými kovy. Jeho záměrná výroba byla podmíněna nashromážděním potřebných metalurgických zkušeností a objevila se až kolem roku 2000 před n.l. v Anatolii, v zemi s dlouholetou kovohutnickou tradicí. Nejprve se železné předměty objevují vzácně na celém území tzv. úrodného půlměsíce spíše jako části luxusních předmětů (dýky z Théb, Alaca Hyuk I). O dalším rozšíření železa existují písemné prameny (hliněné tabulky) ze středoasyrského (13. stol. před n.l.) a novoasyrského prostředí, hmotné doklady však chybí. Od 9. stol. před n.l. je součástí výzbroje asyrské armády železná dýka (patar parzilli) o délce 40 cm a šupinové brnění ze železných a bronzových částí. Neexistují žádné hmotné doklady o výrobě. Železo bylo získáváno kořistěním v okolí a ukládáno v královském paláci (160 t Chorsabad za Sargona II.), z něhož král železo přiděloval. Z tohoto materiálu jsou známy

40

metalurgické rozbory (Pleiner, 1972). V 8. a 9. století je v pramenech zmiňováno na 40 kovářů. V této době dochází k výrobě železných nástrojů; radlic, špičáků, motyk, teslic, sekyr, pil a dalšího zboží, např. hřebíků. Odtud postupovala znalost výroby železa do ostatních částí Starého světa, zejména do středomořské kulturní oblasti. V oblastech dnešní Sýrie a Palestiny, případně Řecka, se užití železa objevuje na počátku 1. tisíciletí před n.l. Je pouze málo známých lokalit vztahujících se k počátkům metalurgie na Blízkém a Středním východě. Z oblasti severní Sýrie (Tel Siuhh a Fawquani) pocházejí železné strusky, včetně polotovarů a drobných výrobků datovaných do 8, až 7. století před n.l. V Kolchidě (dnes západní Gruzie) na pontickém pobřeží byly zkoumány 4 lokality s 28. hutěmi, vybavenými buď 1 nebo 2 pecemi datovaných metodou C 14 do období od 18. po 6. století před n.l. Z oblasti Řecka a Egejských ostrovů jsou známy pouze struskové haldy z Thráckého pobřeží, datované teprve do 2. století před n.l.

Po dlouhodobé exploataci měděných rud (asi od roku 4000 před n.l.) došlo již v 9. století před n.l. k těžbě a zpracování železných rud ložisek středomořského ostrova Elba. Místní významné železářství vznikalo ještě v prostředí villanovské kultury, na jejíž základech se formovala etruská civilizace, s níž je rozvoj místní metalurgie železa spojen. Je uvažována také účast řeckých kolonistů z tzv. Velkého Řecka. Šachtové železářské pece byly zakládány na východním a severním pobřeží ostrova v blízkosti výchozů magnetitických a hematitických železných rud, případně na samém východním pobřeží ostrova. Názor na rozměry etruské šachtové pece se různí. Tak je uváděna výška šachty až několik metrů, případně po realističtější údaj 120 cm. Nepřetržitá intenzívní výroba vedla k postupnému odlesnění ostrova a od 4. století před n.l. k přenesení výroby na břehy Toskánska, kde pracovaly železářské huti v okolí Populonie a ve dvacítce dalších hutí v zátoce Follonica po dvě další století. Export výrobků směřoval do celého Středomoří. Jeho uživateli byli Řekové, Etrusci a Řím. Odhaduje se, že do změny letopočtu bylo vyrobeno na 500 000 t železa. Od 3. století docházelo k překrývání starších výrobních objektů mocnými vrstvami strusek na ploše 80 ha, které byly od počátku 20. století pro svůj vysoký obsah železa postupně zpracovávány moderními železárnami. Při exploataci strusek byly zničeny takřka všechny hmotné doklady místního železářství, které mělo zásadní vliv na šíření nové technologie.

Souběžně s dožívajícím etruským železářstvím se rozvíjí železářství Keltů. Jeho rozvoj lze sledovat jak na britských ostrovech, tak na kontinentě. Nejprve se tak děje v sídelních komorách, tedy v okrscích v nichž dochází v hutích o několika pecích k výrobě pro místní potřebu Jednalo se o zahloubené pece hruškovitého až polokulovitého pracovního prostoru, jejichž vývoj dále nepokračoval. Později se formují významná výrobní centra, postupně využívaná Římem ponejvíce pro zbrojní účely. Kromě jiných lokalit na území Galie Narbonensis byla zkoumána lokalita Les Martys v pohoří Montaigne Noir, kde v letech kolem změny letopočtu pracovaly huti, které vyprodukovaly během svého provozu na 1,5 milionu tun strusek (které byly také využity, tentokrát k výrobě speciálních cementů). V případě Les Martys byly při archeologických výzkumech odkryty relikty šachtových pecí o předpokládané výšce šachty 220 až 240 cm a půdorysném rozměru nístěje 90 x 70 cm. Celková produkce se odhaduje na 4000 až 7000 tun železa. Provoz hutí (faktorií) byl řízen z Masilie římskými úředníky. V Lyonu je uváděn procurator ferricarum. Severně limitu je známo několik center výroby s desítkami železářských pecí s pracovním kopulovitým prostorem, jako v Siegerlandu, Schwarzwaldu nebo při bavorském oppidu Kehlheim. Také při oppidu Magdalensberg v Korutanech pracovala řada hutí, které zpracovávaly místní limonity s vysokou příměsí manganu v pecích, někdy s kopulovitě rozšířenou šachtou, opatřenými 3 až 5 vzduchovými kanály. Obchodní záznamy o dálkovém obchodu s předměty zhotovenými z pověstného norického železa dodávaného do celého římského světa se našly na stěnách místní taberny. Jednalo se většinou o kovadliny, skoby, prsteny a sekyry.

41

Cílevědomá výroba se tedy datuje až 1500. Stalo se tak v Anatolii, a odtud se výroba rozšířila i do barbarských končin Evropy. K železu ovšem nedospěla žádná předkolumbovská kultura v Americe. na našem území začíná věk železa v 7. stol. ante, a to zejména ve vazbě na keltské osídlení. Železo se získávalo v zahloubených redukčních píckách přímou redukcí dřevěným uhlím za teplot kolem 1300-13500 C. Vyžadovalo to ovšem použití pečlivě rozdrcené a vytříděné rudy, případně i pražené. Dřevěné uhlí (u nás nejčastěji borové) se smísilo s rudou a založila do pícky. redukční proces pak probíhal podobně jako v pozdějších vysokých pecích, pouze s tím rozdílem, že nedošlo k takovému nauhličení, aby bylo dosaženo tekutého kovu. Toto nízké nauhličení je ovšem v jiném smyslu předností, protože z tohoto procesu vychází kujné železo. Výsledná houba měla tedy zpočátku 5, později až 12 kg. byla to směs strusky a částeček železa o nízkém obsahu uhlíku. Takové železo je nejen kujné, ale i dobře svařitelné v ohni. Kováním se z tohoto železa odstraňovala struska, částice zeminy a jiné nečistoty. Jelikož se získává přímo použitelný kov, nazývá se tato cesta přímou výrobou železa. K většímu rozšíření výroby železa dochází až po roce 1000. Železo je "demokratický" kov – výskyt rud železa je mnohem častější než rud mědi či cínu. Proto železo sehrálo také velkou roli při kolonizaci "barbarů", i při odlesňování a kultivaci půdy, zpracování dřeva a dalších lidských činnostech. Vzestup Chetitů je přímým důsledkem jejjich schopnosti vyrábět železo. Hutnění železa bylo složitým procesem, který mohli provádět pouze velmi zruční specialisté. Získávání i zpracovávání železa bylo spojeno s mnoha magickými představami, namnoze zapracovanými do pozdějších alchymistických názorů na železo. Železo záhy ovlivnilo další vývoj civilizace, a to mimo jiné i proto, že zemský povrch je na železné rudy poměrně bohatý. V železe byl tedy objeven levný kov, který postupně vytlačil vše ostatní. O významu železa pro starověké kultury svědčí i to, že mezi poklady assyrských vládců bylo neuvěřitelné množství zlata, stříbra a železa. V troskách paláce v Khorsabádu našel v polovině minulého století francouzský badatel Viktor Place skladiště železa, ve kterém, v jedné místnosti, ho bylo asi 160 000 kg. Byly to většinou kusy dlouhé necelého půl metru, a ve středu, kde byly nejširší - asi 14 cm měly kruhový otvor prům. 2 cm. jednotlivé kusy vážily 4-20 kg. V této podobě, navlečeno na provaz, patrně přicházelo surové železo na trh. Most přes Eufrat v Babylonu, postavený Nabukadnezarem, byl 900 m dlouhý, a jeho dřevěná konstrukce spočívala na kamenných pilířích, postavených ve vzdálenostech necelých 4. metrů. kameny těchto pilířů byly navzájem spojeny železnými svorkami. V mezinárodním obchodě Féničanů stálo železo hned za stříbrem, mědí a bronzem. Důležitým výrobcem železa byl např. Kypr.V jednom městě, kde bylo mnoho zlata, ale málo železa, prý Féničané prodali i řetězy a kotvy svých lodí. . Středisko výroby železa i oceli bylo v Mezopotamii a Armenii, v říši Chetitů, odkud Egypťané dostávali železo jako poplatek. Hojněji se začíná železo vyrábět v Egyptě až od 13. stol., a v té době také začíná vlastní, tzv. železný věk. Jedním z míst, proslulých svým železářským uměním je syrské město Damašek – železo bylo jeho štěstím i neštěstím. Damascénská ocel byla proslulá již dávno ve starověku. Ocel totiž možno obdržet také tavením kujného železa s uhlíkatými látkami. Tento způsob nenašel žádné uplatnění ve velkoprůmyslu, je ale základem výroby oceli pro proslavené sečné a bodné zbraně damascenské. Taková ocel se vyráběla z kujného svářkového železa, vytaveného dřevěným uhlím přímo z rud, které se žíhalo s kousky dřeva v kelímku. Tam, kde bylo železo ve styku se dřevem, převzalo uhlík, čímž se snáze roztavilo a zalilo prostory mezi neroztavenými částmi kujného železa. Po vychladnutí a rozbití kelímku se obdrželo kujné železo, prostoupené četnými žilkami oceli. Materiál měl tedy jak houževnatost kujného železa, tak tvrdost oceli. Po vykování se zbraně leptaly, čímž se měkčí místa vyhloubila a vznikly nepravidelné obrazce. Právě to je charakteristickým znakem damascenskou ocel. Prohlubně se vyplňovaly stříbrem nebo zlatem. Damascenskou ocel je možno také získat bez kelímků svařením tenkých vrstev měkkého kujného železa a tvrdé oceli. Z desek o tloušťce

42

asi 8 mm a šířce 80 mm se kovářským svařením vytvoří svazek. Prodloužená tyč se po vykování rozdělí, a každý díl se zpracuje samostatně. Každý díl se pak ohne a , přeloží a svaří znovu. To se opakuje asi 4x. Japonci opakovali tento postup ještě víckrát, čímž obdrží jemně žilkovanou ocel. Damašek byl městem, proslulým i zpracováváním mědi a bronzu, z čehož plynulo značné bohatství. Bohatá města ovšem přitahovala kořistníky jako lampa můru. Aby se města zachránila před pleněním, platila výpalné. Tak musel Damašek v roce 800 ante zaplatit assyrskému králi výpalné 8000 talentů mědi a 5000 talentů železa (79 t. mědi a 131 t železa). Horší však bylo, když si nájezdníci odváželi do zajetí železáře. Takovým hromadným únosem se chlubil assyrský král Nabukadnézar.Čína - ze železa byly odlévány sochy symbolických zvířat. To svědčí o bezvadné formě a dokonalém lidí, protože tloušťka stěny odlitku je průměrně 9 mm. Jednotlivé díly sochy, vysoké až 4 m, byly odlévány zvlášť, a poté sestaveny a natřeny pestrými barvami. Soudí se, že slévárenství železa je ještě starší, asi z doby 3000 ante. Čínské umělecké odlitky jsou pozoruhodné malou tloušťkou svých stěn, vyžadujících slevačské mistrovství. Už za císaře Ju 2357 byly podmaněné národy povinny platit tribut m.j. i v železe a oceli. Výroba železa měla své dávné a pevné místo i ve východních kulturách. Symbolem japonské metalurgie železa je samurajský meč. Při výrobě tohoto jedinečného výrobku jsou rovněž uplatněny některé postupy, charakteristické pro ocel damascenskou, a celý proces výroby je chápán jako obřad, prostoupený magií. Magické úkony však mají, jak tomu namnoze bývá hluboký a dobrý technologický význam. Při nedostatku jakýchkoliv měřidel a pouze tradičně předávaném umění vždy hrála velkou roli intuice a smyslová zkušenost, schopná určit podle barvy rozžhaveného kovu jeho teplotu a schopnost dosáhnout pro každý krok teploty optimální. V Řecku se ovšem neobejdeme bez bájesloví, a báje zde mluví o Kyklopech, silácích, kteří sice sami železo z rudy netavili, ale zato byli zručnými kováři. Dodávali ukované blesky samotnému hromovládnému Diovi. Vůdcem party Kyklopů byl ovšem Hefaistos, takto syn Diův a Héřin. Jistou roli tam hraje pozemšťan Daidalos, vynálezce sekery, kružidla a vrtáku. Když mluví Homér o kovech, jsou ještě vždy dovezeny, takže se železo v jeho době v Řecku ještě nevyrábělo. Zmiňuje se však o kovadlině, měchu, a jiných kovářských nástrojích. Bylo mu známo kalení oceli. Ve Spartě za doby Lykurgovy byla železné peníze a na železné předměty byly zvláštní trhy. Známým železným předmětem je tříramenný stojan vytepaný Glaukem z Chios a určený pro držení obětní nádoby věštírny v Delfách. Dle popisu má podobu jakési zužující se věže, s boky z příčných prutů. Navrchu se rozšiřuje a do jisté míry obepíná nádobu. Známými umělci, kteří zhotovovali celé sochy ze železa byl Rhokosos a jeho syn Theodor, a to však ne z železa litého, nýbrž kujného, sekaného a cizelovaného. Spíše to byla dřevěná socha potažená tepaným plechem. Tepat železný plech bylo ovšem mnohem pracnější než tepat zlato, stříbro či měď. Se vzrůstajícím blahobytem dekorativní funkce železa ovšem ustupovala. Železo vyráběli a zpracovávali otroci, a jediné inovace, které nastávaly, se týkaly zbraní. Byly celé dílny, manufaktury na výrobu železných předmětů. Malou zbrojovečku s asi 30 otrockými silami měl i otec slavného Demosthena. Římané na těchto manufakturách později postavili své vlastní císařské zbrojařské podniky. Podle Aristotelovského a alchymistického pojetí bylo železo považováno za zhuštěné a ztuhlé páry kovu vzniklého uvnitř země. Podle učení alchymistů vzniklo železo, právě tak jako ostatní kovy, ze dvou principií, ze síry a rtuti. Síra svou přirozenou horkostí vaří a praží rtuť v hlubokých zemských rozsedlinách za vysokého žáru tak, až z tohoto spojení obou vznikají rozmanité kovy. Všechny kovy jsou tedy stejné podstaty, co je dělá různými je jejich různá čistota. Ve zlatu jsou nejčistší. Železo je ovšem kov ze všech nejméně čistý. Ocel byla považována za železo poněkud čistější.

43

Řím – znalost řemesel a výtvarný smysl zdědili Římané od Etrusků, houževnatého národa, dolujícího rudy na ostrově Elba. Těžili je desítky metrů hluboko. Hledali ovšem především měď, železo jim bylo pouze okrajovou záležitostí. Rudu tavili hned na místě, a když spotřebovali všechno dřevo na ostrově, vozili rudu na ostrov Korsiku. Z jejich výrobků jsou zvláště obdivuhodné sochy a sošky bohů a bohyň, a to z litých kovů nebo vykované. Mezi římskou kořistí v odvezenou z města Volsinie bylo na dva tisíce takových soch. Římané nosili železné prsteny, odznaky statečnosti. V dobytých zemích zřizovali Římané hutě v blízkosti svých opevněných táborů a pracím nutili domácí obyvatelstvo. Výroba železa je popsána v díle Plinia Staršího „Historia naturalis“ popisuje pece, nástroje a výrobky. Z dochovaných nálezů lze soudit na dobrou kvalitu železa, umožňující tepání za studena. Známí byli pancéřníci z Mantovy, Mečíři z Lucy, veronští štítaři, zámkaři z Noly. Proti rezivění se železné tyče zalévaly do bronzu. Sortiment železářských výrobků byl velmi široký, od zemědělského nářadí po hřebíky mnoha druhů. Z těchto výroben pak zřídili Římané své vlastní zbrojířské podniky. Římské zbrojařské podniky byly pak roztroušeny od Toleda po Damašek. Indie – kutubský sloup v Delhi, vztyčen ve 4. stol. průměr 40 cm, 7,25 m vysoký, z kujného železa, dle rozšířené pověsti nerezaví. Jiná svědectví však říkají, že sloup je ohlazen dlaněmi poutníků, křeří se přesvědčují, že nerezaví.

Metalurgie železa ve středověké Evropě

První hutníci vyráběli železo ve výhni, bylo to obyčejné ohniště, kde hořelo dřevěné uhlí, na které se dala kusovitá železná ruda a přikrývá se opět vrstvou dřevěného uhlí, případně i hlínou. K hoření bylo třeba větru, proto se tyto výhně zapalovaly na kopcích. V 16. stol. se ovšem výhně stěhují do údolí k potokům a řekám, proto se tam nahrazoval větrem umělým, vháněným do pece koženými měchy. Ty byly později poháněny vodními koly. Aby byl proud vzduchu nepřerušovaný, používaly se dva měchy. Tyto výhně už byly větší, asi 0,5 m. ve výhních se tavily především rudy s vysokým obsahem železa, snadno tavitelné, jako třeba hnědel apod. Nikdy se nedosáhlo bodu tání železa, nýbrž dosáhli pouze husté kašovité železné hroudy o váze 4-5 kg. Později až 50 kg. Později už obyčejné ohniště nestačilo pro nesnadněji tavitelnou rudu. Kamenné ohrazení rostlo do výšky, byly to zděné nástavce 2-6 m vysoké. Vznikla šachtovitá pec, do které se nakládá více dřevěného uhlí a v níž je vyšší žár. Jsou to pece kusové, zvané též selské nebo dýmačky, zvané též pece vlkové, neboť vlkem byla zvána výsledná hrouda železa. Vytahování takové hroudy bylo složité a musel se obvykle vybourat předek pece. Při jednom tavení, které trvalo 8-12 hod. a vyrobilo se až 12 q železa. Používala se obří dmychadla, dlouhá i přes 5 m. Vsázka rudy i dřevěného uhlí byla dvojnásobkem váhy získaného železa. Na zvýšenou výrobu železa bylo však již nutno použít vodní buchar. Výška kusové pece nadále stoupala a dosáhla postupně až 10 m. A to jsou už pece šachtové, předchůdci dnešních vysokých pecí. Z této pece totiž již vytékalo roztavené surové železo. Toto železo se však po ztuhnutí nehodilo ke kování – když se však ve výhni znovu roztavilo a namáčely se do něho kusy vlka, bylo možno vše kovat a získala se tak velmi dobrá ocel. Výroba železa se pochopitelně opírala alespoň do jisté míry o teoretické úvahy, objesňující smysl jednotlivých dějů a operací.

Albertus Magnus o tom píše:“Ocel není žádný jiný druh kovu, než je železo, jen je čistější, protože vodní součásti železa se vypařily destilací, čímž se železo stalo hutnějším a

44

pevnějším, čemuž se napomohlo silou ohně. Odstraňováním zemních nečistot se čistí, stává se bělejším, tvrdne, a když je přespříliš tvrdé, dá se kladivem rozbít na kousky“. Ocel, která se podobala stříbru, byla tedy důkazem možnosti přeměny, transmutace, jednoho kovu v druhý. Stříbro se z oceli nestalo jen proto, protože k tomu by bylo třeba mnohem většího žáru, při kterém by však ocel mohla shořet. Ze spojení síry s rtutí v železe byly odvozovány léčivé vlastnosti železa a oceli. Železo bylo v alchymistické nomenklatuře prohlášeno za suché a chladné, proto také působilo jako lék vysoušecí a chladící. Věc však nebyla tak jasná a železo bylo používáno mnohostranně, což vneslo do celé věci zmatek, který jasně a logicky rozuzlil alchymistický učenec Munardo: železo se skládá z nejžhavější síry a nejchladnější rtuti. Povaha rtuti je kapalná, vlivem v ní obsažené vody, a proto by železo působilo jako prostředek chladivý, kdyby horko síry z něho nedělalo léčidlo oteplující. Protože ocel je do značné míry zbavena síry, působí daleko více jako chladivý prostředek, zatímco železo je možno považovat za zahřívající.

Ve 13. stol. nastává zlepšení ve výrobě železa zavedením šachtových pecí, zřízených nad ohništěm. Tím se vyhoví požadavku vyšší teploty a rychlejší tavby. Dmychadla byla zvětšena do té míry, že je již nebylo možno pohánět rukou a byla poháněna vodním kolem. V peci bylo ovšem vyrobeno jiné železo, než jaké dostal člověk v ohništi - muselo být teprve v peci zpracováno, aby se stalo kujným. Zvětšená pec byla schopna dosáhnout tavící teploty, a tak se roztavené železo s vysokým obsahem uhlíku (3,5-4,5 %) objevuje v Evropě již ve 13 stol., avšak technické problémy s jeho využíváním oddálily jeho využívání ve větším měřítku. Surové železo bylo ovšem možno lít do forem. na trhu se tedy objevují předměty z litého železa, jako kamna, domácí náčiní, děla a dělové koule. Na kování přetavených kusů byly třeba vodní hamry. krom vodorovných výhní , které popisuje Agricola se používalo i pecí stojatých, zejména při výrobě trvalé a pokud možno nepřetržité. Horem se sypala ruda s vápencem, spodem se vypouštěla struska, a poté vylévalo houbovité, kujné železo. postupně se stavěly tyto pece vyšší a vyšší, a zesilovalo se i dmychání vzduchu, na přelomu 14. a 15. stol. byl všeobecně zaveden vodní pohon, a tu houbovitého železa ubývalo a objevovalo se víc a víc železa tekutého. Až do 16. století se železo tavilo pomocí dřevěného uhlí převážně přímo z rud. Pec se skládá z nístěje asi 1,1 m hluboké o průměru asi 1,6 m, kde ve středu je ještě asi 0,5 m prohlubeň. Mistr převezme určité množství rudy, do jamky vhodí nejprve uhlí a potom rudu s nehašeným vápnem. Pak přihazuje střídavě uhlí a rudu. Mírně skloněná hromádka se pak taví, což je podporováno vháněním větru. Tavba trvá 8, 10 nebo až 12 hodin. Vyrobená hrouda váží dva nebo tři centy, po vypuštění strusky se nechá hrouda vychladnout a s pomocníky ji sochory vylomí z nístěje. Dřevěnými kladivy se otluče zbylá struska, železo se pak zpracuje kováním. Tak popisuje proces Jiří Agricola r. 1556. Tu se objevila se litina, což první významný převrat v hutnictví. První vysoká pec, vyrábějící litinu, se připomíná v Siegerlandu v Německu. V r. 1517 složil na vysokou pec svého otce velkou vzletnou ódu 14 letý Nicolas Bourbon. Se zvětšující se velikostí šachtových pecí s zvyšováním intenzity dmýchaného větru se zvyšovala i teplota, které bylo možno dosáhnout. Výsledkem redukce byl tekutý produkt, zvaný surové železo. první takové pece se objevily v západní Evropě v první polovině 15. stol. byly to masivní stavby z kamene ve tvaru komolého jehlanu, a později i kužele, vysokých původně jen málo metrů, posléze však až 14,5. velikost byla limitována pevností dřevěného uhlí - při jeho nadměrném slisování byla znemožněna cesta redukčních plynů. Vápenec jako struskotvorná přísada se začal používat až v 18. století. Do té doby plnily tuto úlohu jalové horniny obsažené v rudě. Odpichy se děly ve stále se zkracujících intervalech a výroba nabývala povahy kontinuálního procesu. V horní části pece dochází k redukci oxidem uhlíku, ve spodní s vyšší teplotou přímo uhlíkem. Nauhličení sice na jedné straně snížilo tavící teplotu, na straně druhé bylo vysloveně přílišné a výsledný produkt byl prakticky

45

nepoužitelný, byl křehký a nekujný. To vyžadovalo další proces, ve kterém by se obsah uhlíku z asi 4% zmenšil na několik desetin. Jde o proces zkujňování. Při něm jde ovšem i o odstranění dalších nežádoucích příměsí, a to především síry, fosforu a křemíku.

Nepřímá výroba železa Zvětšení rozměrů pece a dosažení tavící teploty přineslo tedy do jisté míry problém a komplikaci, nutnost zkujnění surového produktu. Nepřímý způsob je ovšem navzdory určitému zápornému intuitivnímu vyznění toho slova produktivnější. Umožňuje zpracovat i chudší rudy a zmenšuje ztráty kovu ve strusce. Ty byly u přímého způsobu až 40%. Nevýhodou však byla obrovská spotřeba dřevěného uhlí. Proto se v zemích s dostatkem bohatých a dobře redukovatelných rud udržela přímá výroba až do poloviny 19. stol. (Štýrsko, Slovensko) Novým způsobem se však vytěžilo z rud nepoměrně vyšší procento železa a výroba vzrostla na 750 kg za 24 hodin. Mimo to bylo možno zpracovávat rudy chudší železem. Velmi nehospodárná byla spotřeba dřevěného uhlí, vysoká pec, produkující 20 q litiny denně pohltila za rok dříví ze 324 jiter lesa (186 ha 35 a). Železářské kraje se rychle odlesňovaly a výroba upadala, v pol. 18. stol. se v Anglii vyrobilo něco málo přes 17 tis. tun ročně, a již tím byla ohrožena stavba lodí, též závislá na dřevu. (Při přechodu na kamenné uhlí, resp. koks začali ovšem majitelé lesů hořekovat, protože přišli o zisky. Šířili rovněž poplašné zprávy, že zplodinami z uhlí utrpí pleť urozených dam)

Na poli teoretického poznání je možno vidět několik děl, z nichž největší patří muži jménem Vanoccio Biringuccio. Narodil se narodil v Sieně r. 1480, studoval přírodní vědy, matematiku, a jeho první zaměstnání bylo v mosaznické dílně v Miláně. Později mu byla svěřena železářská huť v Bocheggianu. Byl úspěšný a byl mu svěřen důl na stříbro. Jeho znalosti a dovednost byly tak znamenité, že přežil i politické a mocenské převraty. Stal se dokonce velitelem městské zbrojnice a hlavním městským stavitelem, ale především byl velkým znalcem hutnictví. Pověst o něm došla až do Říma a stal se vedoucím papežské slévárny a zbrojní továrny. Rok po tomto jmenování sice zemřel, ale to již bylo na světě jeho desetisvazkové dílo De la Pirotechnia z r. 1540. je v něm vše, co znal o kovech, a to formou živého vyprávění. Hlavní bylo ovšem odlévání děl, ale jinak je to především o metalurgii. Začíná dobýváním rud, jejich čištěním, vlastnostmi dřevěného uhlí, formování. Slevačství je velmi složitá a zodpovědná práce a proto se nelze divit, píše, že slevač je popudlivý. Biringuccio a Agricola jsou první spisovatelé obsažných naučných spisů o metalurgii. Železářská huť v 17.-18. stol byla u nás součástí feudálního velkostatku. Sestávala z vysoké pece, drtírny rudy a strusky a dvou hamrů se zkujňovacími výhněmi a buchary. tam se vedle zkujňování vyráběly i 2 základní polotovary - tyčové železo (stabeisen) a plech. veškerá zařízení byla poháněna vodou - tak tomu bylo až do poloviny 19. stol Železářství bylo zvláštním oborem, který se neřídil cechovními pravidly, nýbrž horním řádem. od 15. století byly patrny prvky manufakturního podnikání.

.

Poměry v Anglii Jak je všeobecně známo, sehrála v dějinách metalurgie železa rozhodující roli Anglie. Již na počátku 18. stol. tam nestačily domácí zdroje krýt spotřebu dřevěného uhlí. Kubická spotřeba dřevěného uhlí byla desetinásobkem spotřeby rudy. Tím výrazně stoupl tlak na

46

hledání náhrady. Současně se zvyšovala těžba uhlí, umožněná parními čerpadly. Tyto dvě skutečnosti spolu volaly po tom, aby z nich vyplynulo nové řešení. To však nebylo jednoduché. Pokusy o nahrazení dřevěného uhlí kamenným začínají na samém počátku 17. stol. Roku 1612 dostal Němec usazený v Anglii, Simon Sturtevant, patent na „žíhání, tavení a zpracování kovových rud všeho druhu, železa a oceli uhlím mořským, podzemním, povrchovým a vyrubaným“. Svůj vynález vylíčil ve spise Pojednání o kovech (Treatise of Metallica),ale dosti nejasně. Zmiňuje se na jednom místě, že se pokoušel zbavit uhlí škodlivých látek, což by mohlo znamenat pokus o koksování, ale není to jisto. Patent ostatně za rok propadl a pokoušeli se jiní. Byl to třeba John Rovenzon chráněnec waleského prince, ale ani ten nesvedl nic. Poté se vynořil levoboček lorda Dudleye, pána na Dudley Castle ve Worcestru a majitele velkých železáren, Dud Dudley. Ten bývá považován za prvního hutníka, kterému se podařilo vytavit železo kamenným uhlím. Dotvrdit je to ovšem možno pouze jeho vlastním spisem, nazvaným "Metallum Martis". Spis vyšel roku 1665 a je to směs líčení neuvěřitelných objevů a technických dobrodružství. Proto se ovšem toto Dudleyovo prvenství považuje za pochybné a za skutečného průkopníka je považován teprve rod Darbyů. Pokusy o využití uhlí jsou spojeny se všemi 3 generacemi rodu Darbyů, a začínají 1709. Nejstaršímu z darbyů se podařilo 1713 vytavit železo směsí uhlí a koksu, byť zatím ještě nepoužitelné. Jeho syn již použil pouze koks, a kvalita získaného železa se blížila dřevouhlelnému. Byly z něj odlévány i válce atmosférických strojů. Železárny Darbyů v Coalbrookdale se staly vedoucím hutním podnikem v zemi. Třetí Darby vše dovršil zavedením parních strojů. K vytavení tuny železa bylo třeba 2 tuny rudy a 6 tun koksu (dnes již množství koksu kleslo pod 1/2 t) Koks svou pevností umožňuje zvětšení pece, což však již nemohou utáhnout měchy. Proto jsou nahrazeny dřevěnými pístovými skříňovými dmychadly, poháněnými nejprve vodními koly, a posléze pístovými litinovými dmychadly poháněnými parním strojem. První takové dmychadlo sestrojil již 1768 John Smeaton. Dále pak tato dmychadla vyráběla firma Boulton a Watt, a první 1777 pro Wilkonsonovy železárny. Tyto pece měly i důsledky sociální - nebyly již v silách šlechty, a proto vznikaly akciové společnosti. Poslední dřevouhelná pec vyhasla v Anglii 1829, tj. o sedm let dříve, než byla ve Vítkovicích zapálena naše první koksová. Za zmínku stojí několik střípků ze života onoho velkého hutníka, jakým byl Abraham Darby. Darby byl členem sekty kvakerů, nejdříve mu po rodičích patřil malý mlýn v Bristolu, ale brzy si raději postavil dílnu Baptistmills, kde pak vyráběl mlýnská zařízení pro své věřící spolubratry v celé Anglii. Zajel k souvěrcům i do Holandska, a tam se naučil odlévat železné součástky, které pro baptistické mlýny potřeboval. Vrátil se zpět s několika nizozemskými železáři a učinil s nimi skvělý objev, jak odlévat železo do pískových forem. Za to získal 1708 královský patent a věčnou památku mezi slevači. To byl začátek, který ho natrvalo svedl od mlynářské dráhy. Rozešel se se svými společníky, opustil baptistické mlýny a přestěhoval se do polorozbořené vysoké pece v Coalbrookdale. tam začal znovu odhalovat recept na tavení železa kamenným uhlím, který byl s Dudem zdánlivě pohřben. Pět let končily všechny jeho pokusy zklamáním. pak přišel rok 1713, kdy se opět zjistilo, že není čím topit. Abraham Darby učinil slib: vystoupím na temeno vysoké pece a nesestoupím dříve, než se mi podaří první tavba kamenným uhlím. Strávil tam 10 dní. Konečně vyteklo první surové železo. Nedlouho potom zemřel ve 40 letech. Jak již bylo řečeno, toto první "kamenouhelné" železo bylo k nepotřebě, a teprve po čtvrtstoletí zkoušek Darby II. poznal, v čem jeho otec bloudil. Přišel na to, že do vysoké pece se nemůže vsázet přímo kamenné uhlí, nýbrž se musí nejprve pálením v milířích proměnit v koks. Tak teprve od roku1735 začal druhý z Darbyů tavit železo s tímto koksem. Teprve ovšem Abraham Darby III. po dalších 30 letech dospěl k poznání, že se mýlil jeho otec i dědeček. Jejich železo nechtěl nikdo kupovat, protože bylo

47

křehké, neboť obsahovalo příliš mnoho síry. Třetí Darby převzal huť když mu bylo 18 let. Vybudoval obrovská dmychadla, která poháněl wattovými stroji, zvýšil pece, a doplnil je hamry a válcovnami. nejvíce však přesvědčil Anglii tím, že postavil první železný most a začal po něm vyvážet železo za cenu, se kterou nemohl nikdo soutěžit. I on zemřel ve 40 letech a z jeho železáren vyrostly největší železárny tehdejšího světa. Koks snese vyšší vrstvu zásypu, mohou být vyšší pece, proces se stává produktivnější a efektivnější. . Železářství se poté začíná stěhovat od hvozdů k uhelným či pánvím. I další zdokonalení bylo, jak se tomu v tomto oboru stává často, dílem člověka "odjinud", z jiného oboru. Skot J. B. Neilson byl synem strojníka na šachtě a vypracoval se na plynárenského odborníka. Roku 1824 byl požádán o radu, jak zlepšit dmychání větru do vysoké pece. Navrhl vháněný vzduch nejprve ohřát. To bylo ovšem proti všem zkušenostem starých hutníků - dmychadla pracovala lépe v zimě, a v létě byl vzduch hnán přes studenou vodu. Záhada je v tom, že studený zimní vzduch je sušší a při stejném vháněném objemu je ho relativně více - zahřátí však tyto "přednosti" dokonale vyvážilo. Předehřívání vháněného vzduchu (hutnicky "větru") se ušetřila třetina paliva, ovšem ujalo se i tak teprve až za 4 roky.

Zkujňovací procesy

Nepřímá výroba železa předpokládá, že surové železo, mělo-li být dále kovářsky zpracováno, válcováno či jinak tvářeno, bude nejprve zkujněno. Bylo nutno odstranit přebytečný uhlík a případné škodlivé příměsi, pocházející z rudy či koksu. Nejstarším a skutečně pouze malovýrobním byl proces zkujňování ve zkujňovacích výhních. Do této výhně byl vložen kus surového železa a další bylo věcí lidských rukou, kladiva a kovadliny.Krůpěje oduhličeného železa, objevující se kusu surového se neustále "nabalovaly" na tyč kujného železa a stále se přikovávaly. O nápravu se pokoušeli četní hutníci – částečný úspěch měl John Roebuck, majitel proslavených železáren v Carronu, ten asi 1762 připadl na způsob podobný pozdějšímu pudlování, o 4 roky později objevili něco podobného hutní dělníci Thomas a Georg Cranageové.

Kelímková ocel Dobrá ocel však byla přesto vzácností. S pokrokem železářství bylo možno a nutno uvažovat o rozhodném pokroku při výrobě oceli. To je spojeno se jménem Němce, usazeného v Anglii. Je to Benjamin Huntsmann, vyučený hodinář a tím i znalec ocelových pružin. Byl též kvaker, jemuž zbožnost předepisovala dobročinné skutky. Ocel, která se k výrobě hodinových pružin odebírala z Německa, byla ovšem též špatné kvality. První pokusy konal v Doncasteru, poté se odstěhoval do Sheffieldu, proslulého svými nožíři. Léta trvala jeho cesta k úspěchu, na jeho zahradě se našly zahrabány tuny neúspěšných taveb, až konečně 1750 přišel na to, jak tavit ocel v hliněných kelímcích.. I on měl co činit s konkurencí a průmyslovou špionáží, kdy jakýsi Walker, převlečený za vandráka v Huntsmannově závodě jeho tajemství shlédl a prolomil. Železo se tavilo v hliněných kelímcích s práškovým dřevěným uhlím a skelným práškem za vysokého žáru. I přes silnou konkurenci nestačila jeho malá ocelárnička objednávkám a tak je jedním z mála, kdo se dožil úspěchu a ten mu trval až do smrti. I v této fázi zasahují do hutnictví odborníci, snažící se definovat teoretickou podstatu problémů. Francouzskému fysiku Réaumurovi se podařilo zkujnit surové železo v kelímku již roku 1722. Réaumur se také jako první zabýval teoretickými procesy, nastávajícími při tuhnutí a krystalizaci. Používal k tomuto zkoumání mikroskop. Nespokojil se s pouhým popisem, ale chtěl znát i příčiny dějů. Byl prvním technikem a fyzikem, který se vážně a

48

systematicky snažil vysvětlit fyzikální a chemické procesy, nastávající v hutnictví. Na začátek svého myšlení kladl zvídavost a pochyby o tom, zda se to, co se "nějak dělá", dělá správně a je to tak nezměnitelné. Byl v tom pravým vědcem a prvním vědeckým hutníkem. Druhým velkým teoretikem je Michail Vasiljevič Lomonosov. (1711-1768) Ve svém díle „První základy hutnictví čili využití rud“ z r. 1742 nejen popsal hlavní zásady prací tehdy v hutnictví užívaných, nýbrž vyslovil i myšlenky na které došlo teprve později. Poprvé doporučil čištění rud. Další postavou z dějin teoretického hutnictví je švédský náboženský reformátor, duchař, průmyslník, důlní úředník, Emanuel Swedberg, později Swedenborg. Zasazoval se o desítkovou soustavu měr, a to r. 1719, zatímco tato myšlenka byla zavedena až francouzskou revolucí. Jeho hlavní dílo bylo o železe „De Ferro“ 1734. Byl to spis pro praxi a jako takový měl velký úspěch. Kelímková ocel byla celkem vytlačena elektrickými pecemi, avšak v Anglii zůstává kelímková ocel na nástroje nejoblíbenější. Pochod probíhá v pecích, které pojmou až 100 kelímků. Velkým využíváním kelímkové oceli byly proslaveny Kruppovy železárny v Essenu.

Pudlování V Huntsmanových kelímcích bylo možno vyrobit najednou nejvýše 20 kg čistého kovu, ale průmyslová revoluce potřebovala tuny. Kujné železo pro anglické loďstvo sháněl a nakupoval Henry Cort. Narodil se 1740 v Lancasteru, jeho otec byl zedník, a Henry se musel brzo sám živit. Po letech se stal nákupčím železa pro britské námořnictvo. Kujné železo se nakupovalo ve Švédsku, v Rusku a v Americe. V Americe ovšem 1773 začíná revoluce, a celá americká území byla záhy pro Anglii ztracena. Toho využili ostatní dodavatelé a zvýšili ceny. Henry Cort věděl velmi dobře o špatné jakosti anglického železa – bylo dokonce vyloučeno ze státních dodávek. Odebíralo se železo ruské, to však právě roku 1770 trojnásobně zdražilo. Cort tedy vycítil příležitost, vzdal se svého povolání a zařídil si ve Fontley u Portsmouthu železárnu. Za společníka si vzal syna pokladníka Admirality Jellicoa, a od jeho otce si půjčil peníze. To se mu stalo osudným. Zprvu šlo všechno dobře. Získal dva patenty – první roku 1783 na svařování kusů železa v jednolitý celek a na zpracování železa kováním a válcováním, druhý v příštím roce na pudlování. Pudlování odstranilo překážku, která bránila užití uhlí při zkujňovacím procesu. Kov zde nepřichází s uhlím do styku, protože přes roztavenou litinu se pouští pouze plamen z topeniště. Pudlovací pec je tedy tvořena oním odděleným topeništěm, ze kterého prochází kanálem plamen do vlastního zkujňovacího prostoru, tvořeného mělkou pánví a klenutým stropem. Plamen ubírá litině, stále míchané, část uhlíku. Vsázka se pohybovala mezi 200-500 kg. Vlastní proces trval několik hodin a probíhal takto: surové železo se nejprve v nístěji roztavilo, načež se do topeniště zvýšil přívod vzduchu, aby spaliny měly oxidační účinky. Roztavený kov se promíchával železným hřeblem, vsunutým postranním okénkem do pece. Hořením a snižováním obsahu příměsí tavenina houstla, když množství uhlíku kleslo pod 0,1 %, proces se zastavil, zkujněný kov se sbalil do několika hrud zvaných lupy o hmotnosti 30-40 kg a ty se po vyjmutí z pece prokovaly na bucharu. Získaný kov nebyl ovšem zcela homogenní, měl "dřevitý lom" a nebyl plně srovnatelný s kelímkovou ocelí. Cortovo pudlované železo bylo poměrně kvalitní a šlo dobře na odbyt. O licenční poplatky se však musel věčně soudit. Roku 1789 však přišla na Corta pohroma – zemřel jeho věřitel Jellicoe, a to za podezřelých okolností, a při kontrole jeho účetních knih se přišlo na zpronevěru 90 000 LST, ze kterých asi 55 bylo investováno u Corta. Machinacemi se majitelem Cortova podniku stává mladý Jellicoe. Dalšími machinacemi s licencemi bylo dosaženo toho, že Cortovy nároky byly ošacovány na pouhých 100 LST. Tím byl Cort, který měl 12 dětí, uvržen do naprosté nouze. Teprve 1794 mu uvolnil parlament roční pensi 200

49

LST. Zemřel 1800. Pudlování objevil takřka současně Angličan P. Onion 1783, Cortův způsob se však ujal a byl zlepšen až 1835 Tunnerem. Pudlování bylo procesem nesmírně namáhavým, bylo učiněno několik pokusů nahradit doslova krutou ruční práci pudlařů strojem, avšak bez většího úspěchu. Jistý lidský prvek, intuice a zkušenost, se ukázaly být v tomto případě nenahraditelné. Pudlování ovšem zcela nezmizelo hned, jak byly nalezeny efektivnější technologie. Jistá zvláštní "vláknitá" struktura pudlované oceli byla ještě dlouho vítána při výrobě šroubových matek a článků lodních řetězů.

Bessemerův pochod Henry Bessemer popisuje počátek své cesty ke konvertoru takto: "Když vypukla krymská válka, vytušil jsem svou velkou příležitost. Postavil jsem nové dělo a nové náboje, a nabídl obojí anglické královně Viktorii" Henry Bessemer se narodil roku 1813 v Charltonu v Anglii, ale jeho rod pocházel z Holandska, kde pěstovali tulipány. Vynalézavou hlavu zdědil po otci, který byl za své objevy dokonce přijat do francouzské akademie, ale za Velké francouzské revoluce odtud byl vyloučen a pro jistotu rychle prchl do Anglie. Také mladý Henry byl posedlý vynalézáním, a odmítl proto i jít do jakékoliv školy, aby se zbytečně nezdržoval. Již v 18 letech měl za sebou hezkou řádku vynálezů. Vynalezl například přístroj na tisk nepadělatelných kolků, tužky, plněné lisovaným grafitem, falešné zlato, brikety, vlakovou brzdu a asi dalších 120 patentů. Krymská válka 1853 tedy obrátil jeho pozornost i k výrobě děl. Vynalezl a nabídl rotující střely, jenže královna Viktorie jeho nabídku ponižujícím způsobem odmítla. Obrátil se k Francouzům, kde byly před vánocemi 1854 zkušební střelby. Všichni byli velice spokojeni, pouze hlavní expert posměšně řekl, že „k tomu bude muset vynalézt také nové železo na hlavně“. To byla jiskra do Bessemerovy hlavy. Konvertor neboli hruška stály však ještě měsíce dřiny. Nejprve foukal vzduch na hladinu, čímž se sice zkujnila malá vrstva, ale jinak nic. Teprve trubka, dmýchající vzduch a ponořená do taveniny proměnila po půlhodině 19 liber v plávkové železo (ocel). Učinil nečekaný objev - nebylo třeba nádobu zahřívat, spalováním uhlíku a hlavně křemíku se teplota taveniny zvýšila o 300° C. dalším vývojem došel k hruškovitému tvaru. Během tří neděl prodal licenci za těžké peníze. O první patent požádal již 10. ledna 1885. Pak však přišla pohroma - nefungovalo to. Jedinou jiskrou naděje byl dopis jeho přítele ze Švédska, že vše jde k plné spokojenosti. Proč však zrovna v Garpenbergu? Užívali tam železo ze švédských železáren v Dannemora a totéž železo při svých zkujňovacích pokusech používal Bessemer. Toto železo ovšem, na rozdíl od anglického, neobsahuje fosfor. Postavil si železárnu v Sheffieldu, kde zpracovával bezfosforové železo. Na slavné výstavě v Londýně ystavoval celou škálu svých výrobků od břitev až po kanony také kolejnice, lodě, atd. Za tři roky zakoupil licenci Krupp a 1866 i Vítkovické železárny. Žel, železa bez fosforu zde mnoho. I tak za 14 let se jeho kapitál znásobil 57 x, královna Viktorie poznala svůj omyl a povýšila ho do šlechtického stavu. Dále ještě Bessemer vynalezl lodní salon na závěsech proti kymácení a mořské nemoci, to je však již jiná historie, která nás nyní nezajímá. Ostatně, loď Bessemer ztroskotala, ale Sir Henry Bessemer se dožil v klidu 86 let. Bessemerování je schopno za půl hodiny zkujnit 100-200q surového železa, což by pudlováním trvalo 1,5 dne. V Čechách bylo bessemerování zavedeno 1872 v Teplicích a 1875 na Kladně. Dyšné trubice o průměru 10 - 30 mm, jejich počet dle velikosti konvertoru od 50 do 200. Dno velmi trpí a vydrží 10-20 tavení, proto se osazuje zvlášť. Vyzdívka vydrží 3000 - 5000 taveb. Tlak vzduchu 1,5 - 2 atm. Proces zkujňování v konvertoru je úžasným divadlem. Nejprve vyráží z ústí hrušky s ohlušujícím rachotem několik metrů dlouhý zelenobílý plamen, svědčící o spalování uhlíku. Hukot se poněkud uklidňuje, mění se i barva plamenů, a hnědý těžký dým pak svědčí o spalování manganu. Na konci reakce se dým stává temně červeným. Na konci reakce je třeba

50

vsázku douhličit přidáním surového železa, což je provázeno novým hukotem a deštěm jisker. Konvertorová ocel se používá k válcování kolejnic, drátů, profilů, plechů a pod.

Thomasův pochod Sydney Gilchrist Thomas procházel londýnskou výstavou r.1862 Bylo to v obrovském Křišťálovém paláci, kde vystavoval vše z oceli také Alfréd Krupp, Měl na konvertorovou ocel patent od Bessemera. Sydney Gilchrist měl tehdy 12 let. Zde patrně i jeho mysl zasáhla "jiskra". Thomas se vrhl nejprve na humanitní studia, poté zatoužil stát se lékařem. V 17 letech však osiřel a musel si nalézt obživu. Zkoušel to všelijak i jako písař. Ve dvaceti letech, roku 1870 jednoho večera zašel do Birkbickova institutu, kde vyslechl přednášku profesora George Chalonera o železářské chemii, kde se mluvilo o Bessemerovi, Martinovi a Siemensovi, a také o záhadě, že se v hrušce může tavit jen bezfosforečné železo, s čímž si kapacity marně lámou hlavy. V jednom londýnském sklepě začal pokusy se železem, teprve po šesti letech ho pustili do kabinetu institutu. Teprve pak si vzpomněl, že má bratrance Percyho Gilchrista, který pracuje jako chemik v avonských železárnách. Za ním jezdí každý pátek a dělají pokusy. Jen Thomas si povšiml, že vyzdívka konvertoru obsahuje mnoho kysličníku křemičitého a je tedy kyselá. Což tak ji nahradit zásaditou z dolomitu? Opět to nešlo hned, ale až poté, kdy bylo do vsázky přidáno pálené vápno. První pokus se povedl v tyglíku se šesti librami železa, ale pak se šesti sty a pak v konvertoru s půl tunou. V listopadu 1877 získal první patent. Ani jemu nevěřili, až ředitel Richards z železáren Bolkow a Vauxham slíbil nezávaznou zkoušku. Už první zkoušky přinesly radostné překvapení. 13. května 1879 se v Middlesbro odehrála první velká tavba Thomasovy oceli. V září již byla Thomasova ocel tavena v Porůří, ve Vítkovicích již v prosinci 1879 a zakrátko v Kladně a v Teplicích. Sydney Gilchrist Thomas zemřel 1. února 1885 v 35 letech v Paříži na tuberkulozu. Thomasův proces se rychle uplatnil v Německu a USA, Bessemerovny a pudlovny v Anglii se postavily ostře proti. Ohrožovalo ohromné investice v technickém zařízení těchto podniků. Zejména pudlovny nasadily všechny síly, a podařilo se jim dokonce v této zdánlivě beznadějné situaci pudlovací proces do jisté míry zlepšit a zlevnit. Thomasův proces měl ještě další významný dobrý efekt - získaná struska byla prvním strojeným fosforečným hnojivem

Pochod Siemens-Martinův zpočátku šlo o problém odpadků ze starého železa, které se hromadilo v železárnách, a zejména opotřebovaných kolejnic. Po Bessemerově vynálezu začali všichni provozovatelé železnic vyměňovat pudlované za Bessemerovy. Hromady starého železa tím nezadržitelně narůstaly. Roku 1856 vynalezl August Friedrich Siemens pec, vztápěnou horkým plynem. Byly s ní konány v Anglii pokusy při výrobě oceli, avšak nebyly úspěšné. Pec byla používána ve sklářství. Roku 1864 předal Siemens náčrtek své pece Pierru Martinovi, ten ji zdokonalil a přizpůsobil výrobě oceli ve velkém. O vlastnictví patentu však vypuukl mezi Siemensem a Martinem soudní spor, který Martin prohrál a musel zaplatit velké soudní výlohy. Ani konkurenční boj se Siemensem Martin neudržel a byl zničen.Jeho příběh však končí happy endem, i když poněkud smutným. V roce 1912 kdosi martina poznal mezi žebráky na pařížském předměstí. Jak se píše, svědomí ocelářských králů se hnulo, dostalo se mu slávy a ocenění. Záhy nato však zemřel. V Siemens-martinské peci byly dvě dvojice regenerativních ohříváků. Celé zařízení umožňovalo dva procesy

51

- rudný, kdy se do pece vsadilo surové železo a jako oxidační činidlo se přidalo přiměřené množství železné rudy ve formě oxidů železa a vápence jako struskotvorné přísaady, nebo

- odpadkový, kdy se do pece vsadí jen 20 - 30 % obsahu surového železa v tekutém stavu, ke kterému se pak přidá 70-80% zoxidovaného šrotu, případně něco koksu. V obou případech se získá ocel lepší kvality než z konvertoru.

Martinův způsob vytlačil nejen pudlování, ale do jisté míry i bessemerování.

Talbotův pochod Tento zkujňovací proces byl zaveden poprvé 1898 v severní Americe. Talbotova pec je v podstatě velká sklopná siemens-martinská pec, umožňující odlévání taveniny. Odléváním asi 1/3 taveniny vede jednak ke kontinuálnímu procesu, a dále je využito jevu, že při obsahu uhlíku pod 1,5 % je oduhličování rychlejší. Po odlití se znovu doplní surové železo z mísidla a potřebné příměsi, kterými je vápno a ruda, případně šrot. I z železa chudšího na fosfor se tak získá velké množství fosforečné strusky, která se používá jako hnojivo. Na rozdíl od Thomasova pochodu nejsou ztráty výhozem. Pro velké množství strusky je také právě tento pochod takto vymyšlen právě pro fosfornatější železo.

Elektrické pece Jednou z nespočtu aplikací elektrického proudu je právě ocelářství. Elektrické pece představují relativně čerstvé dějiny, resp. přítomnost, proto se o nich zmíníme pouze v přehledu. První pec s elektrickým obloukem sestrojil Američan R. Hare, a to r. 1839, nezávisle na něm r. 1853 Pichon. Teprve od Wilhelma Siemense však pochází pec, která byla prakticky využitelná, na rozdíl od předcházejících spíše pokusných zařízení. To se stalo roku 1879. Odporová elektrická pec byla sestrojena roku 1883 Faurem, zdokonalena 1885 Cowlesem, v dalších letech pak ještě Héroultem, Stassanem a Moisssanem. Indukční pec byla sestrojena roku 1890 Colbym a zlepšena roku 1900 Kjellinem.

52

MODUL 4 NÁSTROJE, STROJE, STROJÍRENSTVÍ

Nástroj - jeho význam a souvislosti

Byl-li jako východisko veškeré technické tvorby zvolen materiál, neznamená to naprosto podcenění dalších složek. Lidský důmysl je bohatě vyzdvižen již připomenutím, že člověk uchopuje materiál svým vědomým důmyslem, mířícím k nějakému finálnímu výrobku. Děje se to v drtivé většině případů nikoliv tak jednoduše, jako když člověk holýma rukama ulomí větev nebo ji zlomí na potřebnou délku. Člověk má obvykle již v nejranějších fázích svého technického tvoření v ruce nástroj. V nástroji je sjednocen materiál, ze kterého je nástroj vyroben, i důmysl, kterým je zhotoven. I nástroj je výrobek, ovšem, jak je zřejmo, výrobek zvláštního druhu. Nástroj vytváří spolu s člověkem, který ho vede a ovládá dokonalou jednotu, jednotu cíle a prostředku. Právě tato neoddělitelná souvislost člověka a nástroje je dobrým důvodem pro to, aby v tomto sloupci bylo zahrnuto i něco, co by snad více patřilo do sloupce „organizace“. Nástroj je neoddělitelný od člověka, který s ním pracuje a přetváří materiál. Je neoddělitelný od uspořádání, v jakém je onen člověk zařazen. Organizace práce, je závislá na použitých nástrojích. Se stoupající specializací nástrojů se vyvíjí i nutnost dělby práce, a naopak - dělba práce umožňuje vznik specializovaných a dokonalejších nástrojů. Nástroje jsou tedy v přímém vztahu ke způsobu organizace výroby v dané epoše a dané společnosti. Nástroj přechází v dějinách techniky ve stroj. Strojem se stává nástroj tehdy, kdy dosáhne určité nesnadno definovatelné míry složitosti, resp samočinnosti. Stroj je pak skutečností, která ještě výrazněji určuje způsob organizace výroby, než jak ji určoval nástroj. Proto tedy do této kapitoly musí být zahrnuty i tyto složky, sahající jinak snad až do sociologie. Řemeslo, cech, to jsou skutečnosti, představující právě určité sociologické skutečnosti, ba co více, jistý způsob pohledu na svět. Ten však trvá pouze tak dlouho, dokud mu odpovídají nástroje, kterými člověk pracuje. Nástroj a stroj - to je tedy šířeji vzato i organizace, obklopující nástroj a dávající mu místo a život. Nástrojem člověka jsou tedy i způsoby organizace práce, její dělba, její organizační a strukturální podpora. Tomu všemu bude v této kapitole věnována pozornost.

Pravěk Nástroj je možno si pracovně definovat tak, že je to předmět, (jiným nástrojem) upravený či neupravený, kterým člověk působí na další předmět, resp. materiál, aby mu dal žádoucí tvar nebo vlastnosti, mající zajistit jeho užitnou funkci. Nástroje - jsou podle Benjamina Franklina vlastním poznávacím druhovým znakem člověka, který je „nástroje vyrábějícím tvorem“. Znamená to, že člověk nejen že používá „hotové“ předměty, které mu příroda poskytuje, ale je schopen přírodniny v nástroje přetvářet. Stopy prvních nástrojů bývají spatřovány u hominidů v jižní a východní Africe, kde se nacházejí doklady takové tvorby, pocházející asi z doby 2,5 mil. roků ante. To je čas počátku kamenné doby, která trvala asi do 8000. Zkoumáním hmotné základny je možno dojít k tomu, že člověkem vyráběné nástroje jsou si v jistých údobích a oblastech podobné – nejde tedy o náhodná individuální díla, nýbrž kulturní čin. Jednotnost však není absolutní – na jejím pozadí dochází k variacím a inovacím,

53

fixování účinných změn a ke kombinaci prvků. Musí zde být přítomna jistá představa vyráběného nástroje, rozpracované pazourky svědčí o racionálním rozvrhu a přípravě materiálu. Nástroje vznikají nejen rozbíjením a štěpením výchozího materiálu, ale též jeho spojováním. Nejranějšími nástroji jsou svým způsobem prosté kameny, kterými člověk hází v  naději, že zasáhnou kořist. Poněkud později se objevuje opracovaný pěstní klín. Tyto nástroje jsou opracovávány otloukáním přebytečného materiálu, a nástrojem je onen základní kus (core tools). Tyto nástroje byly rozšířeny od Afriky po Asii. K změně dochází asi kolem 400 000 – člověk začíná používat nikoliv onen opracovaný „základní“ kámen, nýbrž od něj odštípnuté části, které jsou jemnější a ostřejší (flake tools). V této době je možno pozorovat mnohem větší podíl záměrné činnosti, takže výsledný tvar nástroje je mnohem méně výsledkem náhody. Významnou proměnou v „nástrojové technice“ je závažný zlom, kterým je vystřídání neandertálského typu člověka člověkem cromagnonským. Stalo se to přibližně uprostřed poslední doby ledové. Jejich způsob života se na první pohled příliš nelišil od života neandertálců, žili však ve větších skupinách až o 120 lidech a byli proto schopni organizovaného lovu největších zvířat, jakými byli mamuti. Používali oheň k přípravě masa a krom pazourku vyráběli nástroje z kostí, dřeva, mušlí, kůže. Ryby, menší zvířata a ptáky lovili do sítí. Nástrojem je tedy kámen, kterým člověk otlouká jiný kámen, aby z něj případně udělal rovněž nástroj. Vedle kamene, oddělujícího z obráběného materiálu větší části, je dalším způsobem obrábění jemnější odebírání materiálu, známé dnes nejspíše pod pojmem pilování nebo broušení. Pilník měl mnoho předchůdců - písek, drsné kosti, tvrdou drsnou kůrou, lastury i drsnou kůží mnohých živočichů. Řecký název pro pilník je totožný s pojmenováním jednoho druhu žraloka, jehož kůží se hladilo dřevo i mramor. Zárodky nástroje, připomínajícího pilník, v podobě zhruba upraveného pazourku, se objevuje v mladší době kamenné. Pro rozvoj techniky byly důležité již ty inovace, které nastaly již v lovectví – oštěp, vrhací hůl, bumerang, prak, bolaso, založené na složitějších dynamických a aerodynamických pohybech, rozvíjejí původní jednoduché umění házet kameny a klacky. Ještě významnější je objev luku, ke kterému došlo v pozdějším období starší doby kamenné. U luku dochází k uvolnění nahromaděné energie, je to tedy svým způsobem první stroj, a nadto i jeden z důležitých obráběcích nástrojů – je to lukový vrták, který slouží i jako zařízení k rozdělávání ohně. Je to též první strunný nástroj. V souvislosti s výrobou nástrojů se objevuje připomínka zvláštní okolnosti. Počet nástrojů, nalézajících se v určité archeologické lokalitě převyšuje přiměřenou potřebu. Z toho pramení zajímavá psychologická spekulace. Podle ní si člověk teprve v procesu určitého vývoje, tedy po určité době, uvědomil možnost použít jeden nástroj opakovaně. Tato spekulace by vedla ke kurioznímu konstatování, že současný trend, směřující k výrobkům „na jedno použití“ představuje návrat tam, kde již jednou člověk byl.

Starověk Dokonalost nástrojů a nářadí je důležitým ukazatelem toho, zda již v dané kultuře proběhla agrární revoluce a s ní spojená dělba práce a vydělení řemesel. Před touto změnou byla výroba nástrojů a užitných předmětů „přidruženou výrobou“ všech členů kmene nebo rodiny. Nebylo specialistů, kteří by se soustředili na jeden druh výrobku a mohli tudíž mnohem efektivněji shromažďovat a ověřovat zkušenosti, a na základě své praxe své nástroje i výrobky zdokonalovat. Starověk je obdobím, ve kterém ještě doznívá ona soběstačnost. Zemědělství vytvořilo velkou potřebu keramických nádob, košů a rohoží. Byla to patrně právě

54

všudypřítomnost této potřeby, která působila nikoliv ve směru k specializaci, nýbrž naopak – právě tyto předměty takřka denní potřeby si dlouho vyráběla každá rodina sama. Pokud jde o keramiku, byla to především keramika vyráběná bez použití hrnčířského kruhu. Rohože sloužily jako nejjednodušší stavební materiál, podlahovina i krytina. Podobně se vyráběly dřevěné nástroje, a jednoduchý nábytek. Vznik řemesel jako samostatných povolání se specialisovanými odborníky, pracovními metodami a zkušenostmi byl od 6. tisíciletí ante spojen s kovolijectvím, kovářstvím a kovotepectvím. Základní podmínkou bylo dokončení tzv. druhé společenské dělby práce, která při dostatečném nadvýrobku v oblasti zemědělství a pastevectví umožnila větší směnu produktů. Méně náročné činnosti zůstaly však i nadále na úrovni domácí výroby. Existence specializovaných řemesel zakořenila a v nálezech se projevuje v oblasti „luxusního zboží“, jako byly nádoby s malbou a glazurou. Domácí keramika se vyráběla prostým modelováním bez použití hrnčířského kruhu, ten byl již znakem řemesla. To však již předpokládá sociálně diferencovanou společnost a nejranější formy obchodu. Od konce 6. tisíciletí bylo možno legovat vyrábět slitiny mědi s olovem či arsenem, od 5. tisíciletí vyráběli tesaři složitější vlečené zemědělské nářadí, jako jsou pluhy a smyky. Po vzniku sídlišť městského typu v 5. – 4. tisíciletí se rozvíjí výroba drobných plastik z kamene, což byly především pečetní válečky a amulety, kultovní sochy a reliéfy. Vzniká i šperkařství, které vyrábí ze zlata, stříbra a polodrahokamů šperky. V kovolijectví se právě v té době objevují nové druhy forem a je vyvinut dodnes používaný způsob lití „na ztracenou formu“. Od 4. tisíciletí se rozšíření hrnčířského kruhu dosvědčuje zvýšenou produkcí hliněných nádob masové spotřeby. Od 3. tisíciletí dochází k soustřeďování výroby v chrámových a palácových provozech, kde vznikají jednotlivé řemeslné dílny. Jejich výčet je již poměrně bohatý – jsou zde řemesla vyrábějící textilie, mlynáři, koželuhové, košíkáři, valcháři, cihláři, zbrojíři apod. Řemeslníci zde pracují ve skupinách pod vedením předáků, většinou za naturální mzdu. Jejich činnost je dokonale organizována, plánována a kontrolována. Je jim zajišťován přísun surovin a přidělují se jim nástroje. Distribuce výrobků je rovněž centrálně řízena a evidována. Na konci 2. tisíciletí se rozšířením výroby železa dostává do popředí kovářství a kovolijectví. Stále více se objevuje exotický materiál, který je umělecky zpracováván – slonovina, alabastr. Objevuje se i sklářství. V Mezopotámii byl objeven seznam řemesel, ve kterém se objevují i pekaři, rybáři, řezníci, kuchaři a sládci. Spolu s kvalifikovanými řemeslníky pracovali i nekvalifikovaní pomocníci, kterými byly ženy, děti i otroci. Pro Babylon je charakteristickou formou organizace řemeslníků profesní sdružení. Tento název se snaží respektovat podmínky, ve kterých tyto organizace fungovaly. Slovo „cechy“, které by se snad nabízelo k použití, navozuje představy, související s evropskou středověkou institucí s tímto názvem, přičemž tato představa by nebyla pravdivá. Byly to palácové skupiny, vedené dozorcem, a neměly naprosto nezávislost středověkých cechů. Čína je nepominutelná země technického důmyslu. Za nejdynamičtější období v oboru strojního zařízení bývá považována doba válčících států a dynastie Chan, a dále pak dynastie Sungů a Jüanů. V posledních staletích čínské císařské éry však nejen motivace, ale spolu s tím i objevy a užívání důmyslnějších nástrojů vůčihledně ustoupily. Jedním z nejvýznamnějších a pro budoucnost nesmírně perspektivních vynálezů je klika. Je to nejjednodušší převodový mechanismus, převádějící přímočarý pohyb na otáčivý. Prvním místem. Na kterém se vyskytla bylo z mlýnského kamene ručního mlýnku vzhůru mířící držadlo. Držadlo mířící do strany, předcházející fáze, umožňuje pouze vratný, ne celý otáčivý pohyb. Postupně se objevuje i skutečná klika, hodná svým tvarem toho jména – tedy se skutečným pravoúhlým zahnutím a nasazením na nějaké ose. Tak byly poháněny fukary, dále rumpály, vytahující vodu ze studny či narubanou horninu z dolu. Klika byla využita i u složitých textilních strojů, jako byly kolovrátky nebo stroje na navíjení hedvábí.

55

Velmi užitečným pneumatickým strojem byl již zmíněný fukar, což je, technickým jazykem řečeno, ručně poháněný lopatkový ventilátor, působící vzduchový proud ve kterém se oddělují plevy od zrní. Dalším strojem, který byl také vynalezen již za dynastie Chan je krabicové dmychadlo vzduchu do pece. I toto dmychadlo pracuje s využitím kliky, převádějící otáčivý pohyb od vodního kola na pohyb „pístu“, který způsobuje žádoucí efekt. Používalo se v pecích, ve kterých se redukovala ruda, ať již na bronz nebo železo. Některá období jsou charakteristická nikoliv zaváděním nových, nýbrž zdokonalováním již známých strojů. Tak je tomu s obdobími Sung a Jüan. V této době se zdokonalilo využívání vodní síly ve výrobních procesech. I když se vodní kolo používalo k zavlažování již před začátkem našeho letopočtu, největší význam mělo až při využití v metalurgii a jiných nezemědělských oborech. Je dokonce možné, že vodu používali Číňané k pohonu strojů dříve než zvířata. Oněmi „průmyslovými“ využitími bylo především pohánění dmychadla vzduchu do redukční nebo tavící pece a pohon mlýnského kola. Třetí hlavní použití se objevilo v pohonu pákových bucharů, případně stoup, určených k drcení železné rudy nebo loupání zrna. Kladivo bylo na jednom konci dvojzvratné páky a do výše bylo zvedáno výčnělky na hřídeli otáčejícího se vodního kola. Je to systém, který byl mnohem později využíván i v Evropě. O vodním kole je pojednáno ve sloupci 3, zde je možno pouze připomenout tu zvláštnost, že v Číně bylo nejprve a velmi dlouho používáno vodní kolo horizontální, a to i tam, kde musel být pohyb převáděn soukolím na horizontální hřídel, a kde by bylo tedy vhodnější kolo vertikální.

ANTIKA

I v antice, tedy v Řecku i Římě bylo základním zaměstnáním obyvatelstva zemědělství. To bylo také nejvýznamnějším zadavatelem na výrobu nářadí ke všem pracem, které přicházely v daných podmínkách v úvahu. V nejstarších dobách si každý zemědělec vyráběl své nářadí a předměty denní potřeby sám. Tak tomu bylo i v homérské době. Pouze kováři, zlatníci a kameníci jsou samostatnými povoláními. Je to tedy období, ve kterém se řemesla teprve oddělují od zemědělství. Lze také říci, že v té době ještě tělesná práce, a tedy ani vykonávání řemesla, není považováno za nedůstojné a otrocké. Ostatně i bůh Hefaistos je u Homéra líčen jako kovář. Postupně zde dochází k proměně, která poznamenala celou antiku – práce (krom zemědělství) je spojena s pojmem banausos, což znamená cosi jako duchaprázdná, nízká otročina. Toto hanlivé označení se ovšem vztahovalo pro otroky a drobné řemeslníky, kteří se sami účastnili výroby, a nikoliv na velké výrobce, na které pracovali v dílně otroci. Společensky patřili do jedné řady s řemeslníky jako démiurgoi i malíři a sochaři, stejně jako lékaři, tanečníci a hudebníci. Postavení řemeslníků ve společnosti se časem mění, například v Solónově době se jejich vliv i společenské postavení zlepšuje. Počet otroků, zaměstnaných v nějaké řemeslné dílně činil patrně několik desítek. V hellénistickém Egyptě ovšem existovaly větší podniky v rámci královského monopolu na výrobu některého zboží, jako byl olej, papyrus apod. V řemeslech, která bychom dnes označili za „umělecká“ byl ovšem podíl otrocké práce vždy menší než u řemesel více „banausních“.

ŘímHospodářský rozvoj Říma i Itálie podporoval rozmach řemeslné výroby, a specializované řemeslo již vyrábělo zboží v ekonomickém smyslu toho slova, tedy výrobky určené pro obchod. Již v královském Římě se dle pramenů vyskytují sdružení ševců a koželuhů, barvířů, valchářů, kovářů, zlatníků, tesařů, kameníků a hrnčířů. Bylo již známo několik míst, na kterých se rozvinula tradice výroby některých předmětů dobré kvality. Byla to například kovová zrcadla z Praeneste. Některé obory navazovaly na rozvinutou řemeslnou výrobu Etrusků – a to zejména ve stavební technice, metalurgii, keramice a textilní výrobě. Spojení

56

s etruskými řemeslníky neustalo ani poté, kdy se Řím od etruské nadvlády osvobodil. Římané byli schopni navazovat na podněty, které k nim přicházely z jiných kulturních oblastí, a zde to byl především vliv Řecka. Kvalifikovaní řemeslníci přicházeli do Říma i z východních končin Středomoří poté, když se i tam římská říše rozšířila. V posledních stoletích republiky se počet řemeslníků ve městech výrazně zvětšil a rozkvět zaznamenala zejména řemesla umělecká, vyrábějící luxusní zboží. Samostatní řemeslníci působili na venkově, své řemeslníky měly i velkostatky, k soběstačnému opatřování všech potřeb. Důležitý podíl na rozkvětu výroby měl stát – kamenické dílny, doly a podobné provozy zajišťovaly státní zakázky. Ohrožení římských řemeslníků začal postupně představovat konkurenční svět římských provincií – byla to například gallská keramika. Ve větší míře zde totiž byli zastoupeni svobodní pracovníci, mající zájem na kvalitě svých výrobků a obohacující výrobní postupy ze zdrojů místní kultury. Ne náhodou tedy pocházejí významná technická zlepšení právě z provincií – kolečkový pluh z Raetie, žací stroj z Galie. Státní podnikání se postupně více a více soustřeďovalo do řady dalších odvětví, jako byly výrobny zbraní a vojenské výstroje, tkalcoven či barvíren. Postavení řemeslníků na sklonku římské říše přestávalo být více a více svobodné – řemeslníci byli připoutáni ke svým řemeslům dědičně a vcelku začalo řemeslo upadat.

Řemeslnické nářadí Základní nářadí dostalo svůj tvar namnoze již ve starověku, a pokud jde o antiku, nelze říci, že by se jeho technickému zdokonalování věnovalo příliš pozornosti. Při zpracování kovů se používala kladiva, kleště, kovadliny, vzduch do ohně ve výhni se vháněl měchy. Kámen se opracovával dlátem a paličkou, existovaly nástroje na broušení a hlazení kamene. Používán zde byl i lukový vrták. Rovněž v obrábění dřeva již můžeme vidět paletu základních nástrojů – sekeru, pilu, poříz, hoblík, ve 2. stol. ante se rozšířilo používání soustruhu, poháněného šlapadlem přes šňůru na vřeteno. Velká pestrost byla v tesařských a zednických nástrojích, byla to směrnice, vodováha, olovnice, krokvice. K natírání se používalo štětek ze štětin různé hrubosti. Pro stavebnictví, velmi významný obor, kolem kterého bylo vždy třeba mnoho dalších technických zařízení, měl velký význam zvedací mechanismy. Nejjednodušším z nich byla páka, kladkostroj či jeřáb, který je vyobrazen na jednom římském reliefu. Je pro antiku příznačné, že nejsložitější stroje byly používány v oborech, které bychom nazvali obory nevýrobními. Stroje divadelní se nazývaly míchané a daly název celé vědě mechanice jsou známy zejména z dob římských. Váže se k němu výraz deus ex machina, což byl technicko-dramatický fenomén, v antice často používaný. Divadelní stroj zde byl ve formě zdviže či jeřábu, s jehož pomocí se na jeviště snesl herec, představující některého boha. Ten rozuzlil zápletku, která byla v rovině dramatu odehrávajícího se na prknech jeviště neřešitelná. Ekkykléma byla pohyblivá vysouvající se část jeviště, na které se odehrávaly scény, které se v dramatu odehrávaly uvnitř nějakého paláce nebo chrámu. Schody Charónovy byly poměrně jednoduché, protože to byl pouhý žebřík, po kterém vystupovaly postavy jakoby ze záhrobí, resp. podsvětí. Zvuk hromu se generoval házením kamení do bronzové nádoby nebo na napnutou kůži. Blesky obstaralo mávání pochodněmi nebo pozlacený dřevěný blesk ve tvaru, v jakém se maluje dodnes. V římských amfiteátrech, ve kterých se spouštěly nebo vyzdvihovaly celé scény. Složité byly výtahy na vyzdvihování šelem. Stroje válečné jsou prvním viditelným dokladem historického sepětí války a techniky. Největším válečným problémem byly takřka odjakživa hradby. S počátkem hradem začínají i dějiny bořících strojů, kterými byl v Řecku beran. Byl to v podstatě na provazcích zavěšený vodorovný trám, který měl na jednom konci bytelnou kovovou beraní hlavu. Ta sloužila jednak jako zpevnění, okování a zvětšení účinnosti tohoto jinak celkem jednoduchého zařízení. Jiným zařízením, které bylo užíváno ke stejnému účelu byl jakýsi obrovský vrták.

57

Zcela novou kvalitu přinesl na přelomu 5. a 4. století vynález a zavedení metacích strojů. Ty byly založeny buď na zkrucování provazců, prken či zvířecích šlach.. latinsky se souhrnně nazývaly tormenta od latinského torquere – kroutit. Největší přínos je zde připisován Archimedovi, který zde v době obléhání Syrakús Římany využil všech svých znalostí mechaniky a metací stroje učinil mnohem účinnější. Metací stroje byly v zásadě založeny buď na principu luku – ballista nebo praku – onager.. Nutno ovšem říci, že starověký prak fungoval jinak než dnešní. Kámen nebyl z praku vymršťován gumovým provazcem, nýbrž odstředivou silou, která po uvolnění roztočeného kamene jím pohybovala ve směru tečny. Tímto posledním strojem byly metány především velké kameny pod úhlem 45, z ballist šípy a oštěpy. Aby se tyto stroje mohly přiblížit k hradbám, byly opatřeny jednoduchými koly v pojízdných věžích a proti střelám obránců byly kryty pevnou střechou, různými kryty a zástěnami.

NÁSTROJE - STŘEDOVĚKNejsložitějšími stroji, které byly ve středověku vyrobeny, byly stroje hodinové. Vodní hodiny znala již doba bronzová. Řekové je zlepšili přidáním regulačních zařízení a mechanickým převodem, který umožňoval sledovat čas na stupnici nebo ciferníku. Arabové od 6. stol. napojovali na tyto hodiny složitá zařízení, která uváděla každou hodinu do pohybu figurky nebo panenky. Celkem je hodinový stroj problémem regulátoru. V Číně již v 11. stol. regulátor vodních hodin. V Evropě popsal Villard de Honnecourt kol 1250 nepřesné regulační zařízení, sloužící k tomu, aby figurka anděla stále ukazovala na Slunce, ale nešlo asi o to, co tím dnes rozumíme. Mechanické hodiny nelze zjistit dříve, než před rokem 1340, pružinové již 1450. Mechanické hodiny vyžadovaly zcela novou kvalitu mechanické zručnosti, a právě v jejím objevení se je velmi významný vedlejší prvek významu výroby hodin.

Průmyslová revoluce v Anglii

Počátek průmyslové revoluce byl v Anglii spojen s vynálezy tkacích a spřádacích strojů a s rozmachem textilního průmyslu. Tyto „nové stroje“ vykazovaly určitý stupeň mechanizace, byly jak tkalcovský stav Johna Kaye (1733), tak spřádací stroj „jenny“ Jamese Hargreavese (1764) odkázany na pohon lidskou silou. Další textilní stroje byly již konstruovány pro pohon motorem (zvířecí nebo pohon vodním kolem). Byly to jednak spřádací stroje Richarda Arkwrighta ( 1769), zejména pak mechanické stavy Edmunda Cartwrighta (1785). První parní pohon přádelny s 19 mechanickými stavy poháněnými pomocí transmisního hřídele, vybavené dvojčinným Wattovým parním strojem byl úspěšně praktikován roku 1785. Stále však trvala disproporce mezi nedostačující výrobou příze nezbytné pro další zpracování tkaním, což bylo inspirací dalším vynálezům. Teprve roku 1825 nebo 1830 byl vyvinut automatický spřádací stroj zvaný „selfaktor“, za jehož vynálezce je považován další z Angličanů Richard Roberts. Roku 1800 sestrojil na základě starších řešení první programovaný mechanický stav Francouz Joseph Marie Jacquard pracující na principu děrných štítků se zakódovaným vzorem tkaní vzorovaných tkanin. V českých zemích se nové techniky objevovaly s různě velkým zpožděním od doby zavedení vynálezu v Anglii. V oblasti přádelnictví byl první „jenny“ uveden do provozu roku 1786 v přádelně v Červeném Hrádku, kontinuální stroj „water“ instaloval roku 1797 ve Verneřicích továrník Leitenberger. Podobné stroje s mechanickým pohonem se na počátku 19. století vyráběly na Liberecku. Roku 1825 pracoval v Liberci stav Jacquardův. První selfaktor byl instalován v Proseči nad

58

Nisou roku 1836. První mechanická tkalcovna se 120 stavy pracovala od roku 1825 v Lochovicích.

Podíl železa a oceli se při konstrukci strojů stále zvyšoval. Klíčové součásti strojů (z počátku kotel, válec a táhla) vyžadovaly užití pevných a tuhých materiálů, pokud možno přesně opracovaných. Zhotovování parních (ale také textilních) strojů vedlo ke vzniku strojírenství, založeného na zpracování kovů na nových typech strojů vyvinutých k těmto účelům.

Při vzniku strojírenství sehrál parní stroj jednu z klíčových rolí. Potřeba výroby jeho válce vedla ke konstrukci prvního novodobého obráběcího stroje – vyvrtávačky válců, jejíž řešení se lišilo od starších systémů vyvrtávání dělových hlavní. Na vývoji stroje se podílelo několik vynálezců (Smeaton 1765 až Wikinson 1775). Vyvrtávací vřetena byla uložena v ložiskách, pohonem bylo ještě vodní kolo. Konstrukce parních strojů a dalších strojních zařízení vyžadovala řádový vzrůst nároků na přesnost a kvalitu jejich součástí. K vyvrtávacímu stroji přibyla záhy vrtačka a soustruh. Tato zařízení byla ve svých primitivních formách známa již po staletí. Vřetenový soustruh vznikl kolem roku 1570, když obrobek upnutý k vřetenu byl k rotačnímu pohybu přiváděn šlapadlem, tak měl soustružník obě ruce volné k práci. Tímto způsobem byly rotačně opracovávány dřevěné předměty. Soustružené kovové předměty byly drobných rozměrů a z lehce obrobitelných kovů – jejich užití bylo většinou v hodinářství. Teprve roku 1800 zkonstruoval Henry Maudslay soustruh, který přinesl nové řešení nejen užitím litinové konstrukce stojanu, opatřené dostatečně dlouhými přesně opracovanými vodícími plochami pro pohyb suportu poháněného šroubem. Na tomto soustruhu bylo možné vyrábět dlouhé šrouby o požadovaném stoupání závitu výměnou vodícího šroubu a změnou rychlosti převodu pohonu. Týž vynálezce vyvinul roku 1802 hoblovku k obrábění rovinných ploch. V stejném roce vypršela ochranná lhůta pro Wattův patent k výrobě parních strojů, což mělo za následek prudký zájem po základních kovoobráběcích strojích, užívaných pro stavbu prakticky všech strojů. Další zlepšení soustruhu zavedením automatického posuvu řezného nástroje zavedl Matthew Murray. Užití hoblovky pro opracování rovinných ploch bylo dlouho omezeno pouze na Británii. V ostatním světě (Evropě a severní Americe) se tyto plochy opracovávaly ručně. Ve Spojených státech sice již roku 1818 sestrojil Eli Whitney další ze základních kovoobráběcích strojů– frézku, k jejímu rozšíření a užití v průmyslu došlo až od poloviny 19. století. Pro britské majitele strojíren první poloviny 19. století bylo typické užití parního stroje při výrobě jak strojů, tak nových strojů parních. Vznikaly také soustruhy speciální, jejichž vývoj přinesl rozvoj železnic a výroba železničních vozů. Soustruh pro opracování železničních dvoukolí a zalomených lokomotivních os vyvinul počátkem 40. let Angličan Nasmyth. Ve stejné době postavil Švýcar Johann G. Bodmer karuselový soustruh pro obrábění rozměrných obrobků. Takřka současně je vyřešeno obrábění obrážením (Roberts 1830), při němž se pohybuje řezný nástroj, zatímco obrobek se posunuje vůči němu vždy o sílu třísky. Také přesné obrábění broušením , původně při užití kotoučů s přírodního kamene, po roce 1880 nahrazených kotouči z karbidu křemíku ( karborundum). Vývoj dalších speciálních obráběcích strojů souvisí se zavedením sériové výroby zbraní. Roku 1855 vynalezli Američané Elisha Root a Samuel Colt revolverový soustruh, na kterém bylo možné po seřízení vyrábět přesné zaměnitelné součásti i prostřednictvím nekvalifikovaných dělníků. Použití těchto strojů se rychle rozšířilo do všech výrobních odvětví, vyrábějících drobné součásti ve velkých množstvích, jako byla výroba šicích strojů (Isaac M. Singer), psacích strojů (Remington), jízdních kol, zemědělských strojů atp. Do Evropy se revolverové soustruhy rozšířily až po roce 1875. Ve Spojených státech vynalezl Christopher Spencer roku 1873 automatický soustruh vzniklý z revolverového soustruhu mechanicky ovládaného vačkami podle stanoveného programu.

Stejně jako v Anglii a ostatních průmyslově vyspělých zemích je i v českých zemích vznik strojírenství spojen s tovární výrobou textilu. Jeho počátky sahají do posledního

59

desítiletí 18. století, kdy se v obou rodících textilních průmyslových centrech– na Liberecku a na Brněnsku objevily první strojnické dílny na výrobu mechanických spřádacích strojů. Zakládání textilek a strojnických mechanických dílen bylo ve velké většině dílem podnikatelů a mechaniků, kteří přišli ze západní Evropy nebo přímo z Anglie. Ti stavěli stroje buď vlastní konstrukce, jako např. Dán Rige spřádací stroje pro přádelnu bavlny Johanna J. Leitenbergera ve Verneřicích, nebo kopírovali cizí stroje jak tomu bylo u skupiny podnikatelů brněnských, podle dokumentace ilegálně získané hrabětem Hugo Salmem v Anglii. Hrabě Salm založil roku 1811 v Doubravici n. Svit. první strojírnu, roku 1825 strojírnu při železárnách v Blansku. Roku 1821 vznikla strojírna Heinricha A. Luze, pracující nejprve ve Šlapanicích, později přenesená do Brna z níž vznikla později První brněnská strojírna. Další strojírnu přenesl Bracegirdle z Jablonce n. Nisou, případně založili L´Huilier a další. Od 30. let 19. století se zformovala třetí průmyslová oblast v Praze, když sem bratří Thomasové přenesli jednu ze svých strojíren z Liberce a vznikly zde postupně strojírny další (Evans a Lee, Breitfeld a Frenzel, Ringhoffer a jiní). Výrobní program tvořily textilní stroje, parní stroje a zařízení pro železárny.

Potřeba kvalitních konstrukčních materiálů při stále vzrůstající spotřebě vedla postupně k technologickým změnám při jejich výrobě. Kovové materiály postupně vytlačily užívání dřeva, které bylo od samého počátku užíváno při stavbě strojů. Hlavním konstrukčním materiálem se stalo železo ( ocel, litina).

Systematické nahrazování lidské práce prací strojů se tedy objevilo v Anglii v průběhu průmyslové revoluce. Zde je také možno vidět počátek strojírenství, které bývá definováno jako odvětví výroby, zaměřené na výrobu strojů. Strojírenství je tedy obor, ve kterém stroje vyrábějí stroje. Již tím je do značné míry definována odlišnost tohoto oboru od předcházející řemeslné výroby, při které vyrábí řemeslník pomocí nástrojů výrobek. Sám stroj není obvykle myslitelný jako jednotlivý výrobek, nýbrž vždy je předpokládáno, že daných strojů bude pracovat větší množství. To vytváří předpoklady i tlak na strojírenství, aby si osvojilo způsoby seriové výroby. Požadavky přesnosti a hospodárnosti pak vedou jednoznačně k tomu, aby i vyráběné obvykle textilní stroje, jejichž stavebním materiálem bylo z velké části dřevo, byly samy ze železa. Tím se objevuje strojírenství, jako obor těsně napojený na metalurgii a významným způsobem definující požadavky na nové materiály a slitiny. Rychlořezná ocel je prvním z velkých převratů v tomto oboru, a po něm půjdou v rychlém sledu materiály ještě způsobilejší. Vlastním hybatelem je jednak poptávka po látkách a polem tedy textilní průmysl. Vedle této potřeby je to velmi citelně vnímaný nedostatek možností vyrábět přesné válcové plochy, které vyžaduje rodící se parní stroj. Pokud jde o textilní průmysl, byl vývoj k potřebě strojů dán několikerým vyřešením úzkého profilu a jeho opětným objevením se jinde. Růstu produkce látek bránilo spřádání příze, které mělo podstatně nižší produktivitu než tkaní. Pro jednoho tkalce muselo roku 1733, kdy John Kay zdokonalil tkalcovský stav, spřádat přízi až 12 přadláků. Tento nepoměr vyřešil vynalezením spřádacího stroje v roce 1769 Richard Arkwright, a v městě Cromptonu založil strojní přádelnu - první skutečnou továrnu na světě. Když pak v roce 1779 zveřejnil Samuel Crompton svůj vynález spřádacího stroje, který vyráběl stejně kvalitní přízi jako ruční přadláci, vznikl nadbytek kvalitní příze a brzdou výroby se stalo tkaní. Tuto nerovnováhu vyřešil na čas mechanický tkalcovský stav z roku 1784, zkonstruovaný Edmundem Cartwrightem. Toto vyrovnávání je hlavním hybatelem technického pokroku dodnes a ve strojírenství zejména. První textilní stroje měly dřevěné součásti, což budilo zdání, že strojírenství může vzniknout na základě řemeslné výroby tradičních dřevěných strojů (mlýnských strojů, kolovrátků, ručních tkalcovských stavů). Brzo se však ukázala všestranná nedostatečnost

60

mistrů jednotlivých řemesel. Muselo se tedy zrodit strojírenství, nový výrobní obor, který shromáždil a integroval veškeré dosavadní znalosti lidstva o výrobě strojů a o zpracování materiálu, především kovu a dřeva. K tomu bylo třeba navíc přidat ve velmi krátké době nové pracovní postupy a nové pracovní prostředky. Tato nutnost vysvitne jasně, když si přečteme zápis anglického továrního mistra R. Reynoldse, který popisuje ruční zabrušování vnitřní plochy válce: „Dnes jsme začali s broušením litého válce s vnitřním průměrem 28 palců dlouhým 9 stop… Jelikož jsme několikrát pozbývali naděje a zkazili jsme již tři válce, byli jsme na velkých pochybnostech, zda se nám vůbec někdy podaří šťastně dokončit práci tak rozměrnou. Jenže šachta byla v nesnázích a proto jsme to zkusili ještě jednou a chválíme Prozřetelnost boží, že nám dílo po těžkých zkouškách pomohla dokončit. Když jsme válec pevně uložili na továrním dvoře na dva trámce, , musel mistr slevač olova vlít do válce, obedněného s obou stran prkny, 300 liber olova. Ten olověný blok jsme připevnili ke dvěma železným držadlům a ke dvěma řetězům, za každý táhlo šest silných a svižných chlapíků. Potom jsme nalili do válce olej a nasypali smirek, a pohybujíce olověným blokem sem a tam i zároveň jím točíce, brousili jsme tak dlouho, až byl povrch válce hladký. Tak jsme pracovali s velkým úsilím a houževnatostí, dokud nebyl válec tak pravidelný, že se největší průměr lišil od nejmenšího jen o tloušťku mého malíčku. Měli jsme se proč radovat, dosáhli jsme největšího úspěchu, o jakém jsme kdy slyšeli.“ Jsou známy stesky Jamese Watta, že u válce o průměru asi 460 mm byly rozdíly v okrouhlosti až 10 mm. Když prý inženýr Smeaton viděl ten výrobek, prohlásil zcela malomyslně, že „nejsou ani nástroje, ani řemeslníci, kteří by mohli vyrobit stroj tak složitý se žádoucí přesností. Sám se pak pokusil o vyrobení vyvrtávacího stroje, ovšem bez valného úspěchu. To čekalo teprve na Wilkinsona a celou velkou revoluci v tomto oboru, která se v Anglii odehrála v létech 1800-1840 Použitím obráběcích strojů přešlo strojírenství v Anglii do konce 18. stol. na tovární bázi a konstituovalo se jako průmyslové odvětví. Dodávalo stroje nejen pro textilky, ale postupně stále více i pro doly, hutě a další průmyslová odvětví. Zvýšená výroba začala klást zvýšené nároky na dopravu, což vede k budování železnic a rozvoji paroplavby. První pracovní stroje se začaly zavádět i v zemědělství.

Vznik strojírenství v Anglii Velká proměna, kterou je nástup strojírenství je spojena s poměrně nemnoha postavami. Vše začíná asi tím, že se koncem 60. let 18. století usadil v Londýně mladý truhlář Josef Bramah, který si záhy získal proslulost nejen jako řemeslník, ale i jako vynálezce. Mezi jeho vynálezy patří i dodnes používaný a oblíbený splachovací záchod. Kolem roku 1784 vynalezl patentní zámek, umožňující dva miliony kombinací. Bezpečností tohoto zámku si byl jist tak, že vyvěsil za okny tento nápis: „Kdokoliv dokáže tento zámek otevřít, dostane 200 guineí“. Mnoho lidí se o to neúspěšně pokoušelo, ale až teprve po šedesáti letech se to jednomu Američanovi po šestnáctidenní námaze podařilo. Zámek takových kvalit ovšem krom důmyslu vyžadoval i pečlivé zpracování svých součástí. Na to si Bramah sám netroufal, a najal na to osobu, která podle doporučení jediná byla schopna takový úkol zvládnout. Byl to Henry Maudslay.V té době byl zaměstnán ve woolwichském arsenálu, kde nastoupil jako „prachová opice“, tzn. plnil patrony střelným prachem . Bramah ho pozval na poradu, ale když ho viděl, bylo mu trapno o věci mluvit. Maudslay byl totiž tehdy osmnáctiletý mladík, který nebyl ani řádně vyučen. Svým neopakovatelným technickým důvtipem rozptýlil však všechny pochybnosti a stal se u Bramaha v 19 letech vrchním mistrem a pracoval u něj pak 8 let. Poté si zařídil vlastní dílnu a právě v ní pomáhal zhotovovat strojní zařízení pro první seriovou výrobu. Prvním sériově vyráběným výrobkem byla kladkostrojová pouzdra pro anglické královské námořnictvo. Stroje navrhl mladý inženýr

61

M.I.Brunel, kdysi poručík ve francouzském královském loďstvu. Pro své royalistické smýšlení uprchl z Francie do Spojených států, ale tam byl získán generálním inspektorem britské admirality S.Benthamem, též znamenitým technikem a vynálezcem. Britské loďstvo spotřebovalo tehdy na 100 000 kladkostrojů ročně a jejich výrobou bylo zaměstnáno šest loděnic. Brunelovo zařízení bylo tak racionální, že vyrobilo ročně 130 000 kladkostrojů s pouhopouhou jedenáctinou toliko zaučených dělníků.

O Maudslayově dílu zásluhy svědčí slova, která pronesl Maudslayův znamenitý žák Nasmyth: "Každý kus svědčil o tom, že jej měl v práci Maudslay, a to jak dokonalé provedení všech součástek, tak jejich účelnost ukazují jeho ruku ve všem všudy“. Velkým Maudslayovým dílem je především zdokonalený soustruh. Ten se teprve Maudslayovou zásluhou stal strojem k přesnému obrábění rotačních ploch. Dosáhl toho tím, že zkombinoval suport s vodící šroubovou tyčí a výměnnými převody. Nejde ani zde snad o to, že by Maudslay tyto části zcela vynalezl. Dokázal je však zdokonalit a účelně zkombinovat. Tak například suport se objevoval již na starých dřevěných soustruzích, ale byl pevně přišroubován k dřevěnému loži. Teprve na přesném kovovém loži, umožňujícím přesný posun, bylo možno užít vodící šroubové tyče a koordinovaným posunem suportu s otáčením vřetene a obrobku bylo možno řezat přesné závity. Tím mohl především skončit závitový chaos, kdy závity byly jiné v každé vesnici, a při rozdělávání jakéhokoliv stroje musely být všechny šrouby přesně označeny, protože se žádný nehodil jinam než tam, odkud pocházel (tento stav ovšem pouze v poněkud menší míře trval až do normalizace). Stojí zato připomenout zde čtyři technologické a konstrukční maximy tohoto muže, které neztratily nic na své platnosti Především si jasně představte, co chcete udělat, a jistě se vám to podaří

Prohlédněte si pořádně materiál, se kterým pracujete Zbavte se každé zbytečné libry materiálu Dělejte všechno co nejjednodušší

V Maudslayově díle dále pokračovali jeho tři nejlepší žáci: Clement, Nasmyth a Whitworth.Joseph Clement vystřídal několik řemesel, než se věnoval strojírenství. Nejprve začal s výrobou šroubů pomocí vlastnoručně vyrobených závitnic. Nějakou dobu potom pracoval u Bramaha a poté přešel k Maudslayovi . Zdokonalil Maudslayův šroubořez, ale nejvíce se proslavil velmi dokonalým hoblovacím strojem na kovy. James Nasmyth se vyznačoval uměleckou povahou, zděděnou po otci. Ten byl znamenitým skotským malířem krajin. Milejší než malířství mu však od mládí bylo všechno, co souviselo se strojnictvím. Už jako chlapec dokázal kreslit a zhotovovat modely strojů. Jeho splněným snem bylo „pracovat v dílně slavného mistra Maudslaye“. Dopracoval se dokonce na Maudslayova asistenta a pod jeho vedením zdokonalil různé stroje. Později si zařídil vlastní závod a tam se zrodil jeho velký vynález – parní buchar. I ten měl již své předchůdce jak v Jamesi Wattovi, tak v geniálním Leonardu da vinci. Skutečný parní buchar sestrojil r. 1806 Deverell a r. 1836 byl patentován jistému Cavému. Nasmyth byl k této staronové úloze vyzván stavitelem parníku „The Great Britain“, který potřeboval hřídel pro lopatková kola. Nasmyth nato vzal blok a asi za půl hodiny měl ve skice celý mechanismus, stalo se to 24. listopadu 1839. Lodní společnost se však mezitím rozhodla místo lopatkových kol použít šroub, takže parní buchar zůstal zatím na papíře. Asi za rok nato navštívil Nasmythovu strojírnu majitel železáren v Creuzotu ve francii, Schneuder, se závodním inženýrem Bourdonem. Nasmyth nebyl zrovna přítomen a jeho zástupce jim ukázal náčrtek kladiva. Ten si dva Francouzi pečlivě obkreslili… Asi za dvě léta Nasmyth návštěvu oplatil a všiml si znamenitě vykované klikové hřídele lodního stroje. Zeptal se závodního inženýra, čím tento

62

výrobek vykovali. „Vaším parním bucharem!“ odpověděl na to on. Nasmyth patrně nenesl tuto krádež duchovního vlastnictví nijak těžce, protože patřil patrně ke generaci, které ještě na technice záleželo víc než na duchovním vlastnictví. Joseph Whitworth dovršil slávu maudslyovské školy i anglické obráběcí strojírenské techniky. Stanovil dvě základní pravidla stavby strojů:

přesná rovina přesné měření

Joseph Whitworth byl považován až za fanatika přesnosti, což se vztahovalo jak k rovinám, tak k měření. Měřidla zdokonalil tak, že dokázal měřit s přesností na čtyřicetitisícinu milimetru. Svou činnost korunoval zavedením jednotné stupnice šroubových závitů. Ta byla v Anglii přijata r. 1860 a odtud se rozšířila dále do světa. Whitworthem ovšem končí doba, kdy se nové stránky strojírenství píší v Anglii. Štafeta pokroku se v tomto oboru od poloviny 19. Století stěhuje do USA. Tam dochází také k rozhodujícímu zlomu, který spočívá ve vyměnitelnosti součástek. Avšak popořádku. Thomas Jefferson, vyslanec Spojených států ve Francii se v rámci svého diplomatického poslání zajímal o všechno, co by mohlo mít význam pro Spojené státy. Do této kategorie informací bezesporu patřilo zjištění, že výrobce mušket Le Blanc vyrábí muškety do té doby nevídaným způsobem. Puškaři nevyrábějí muškety po jedné od začátku do konce, nýbrž vyrábějí jednotlivé součástky, které jsou vyrobeny tak přesně, že je z kterýchkoliv z nich možno konečný výrobek sestavit. To bylo v roce 1785. Píše že usiloval o to, aby tohoto muže získal pro Spojené státy, ale ten se mu někde ztratil. Le Blancova myšlenka však nebyla tak originální, aby se nezrodila i v hlavách dvou Američanů. První z nich, Eli Whitney, nar. 1765 se měl původně stát farmářem, jak bylo v rodině a v kraji zvykem. Technické nadání ho však nasměrovalo jinam – otevřel si kovodělný závod, a když vydělal dost peněz, dal se zapsat na univerzitu. Po absolvování se měl stát domácím učitelem kdesi na jihu Unie, avšak na daném místě už učitele měli. V celkem prekérní situaci se na něj na statku vdovy po generálovi usmálo štěstí zvláštním způsobem. Uslyšel tam totiž, že by mohl úžasně zbohatnout člověk, který by vynalezl stroj na vyzrňování bavlny. Byla to velice neproduktivní ruční práce, která podvazovala netušené možnosti bavlnářské produkce Ameriky. Eli Whitney se rozhodl, že tuto výzvu přijme a roku 1793 se mu to podařilo. Šlechetná hostitelka však o vyzrňovačce mluvila kudy chodila, což způsobilo, že se začala napodobovat a pokoutně vyrábět, takže si Eli mohl pouze s velikými nesnázemi zajistit patent alespoň v některých státech Unie. Jeho továrna na výrobu vyzrňovačky mu shořela, kongres mu odmítl prodloužit patent a Eli byl opět na holičkách. Tu se na něj usmálo štěstí ještě podruhé, když dostal 1798 státní zakázku na výrobu 15 000 pušek, které vyráběl jako Francouz Le Blanc – seriově z vyměnitelných součástek. Podobně poskytla vojenská správa dobrý obchod Simonu Northovi, kdy smlouva na dodání 20.000 pistolí obsahuje tuto klauzuli: „Součásti pistolí musí souhlasit tak, aby se kterékoliv část nebo součáska jedné pistole hodila do kterékoliv jiné pistole z celé 20.000 dodávky“. Pokračovatelem v díle Whitneyově a Northově byl Samuel Colt. Narodil se 1814 a původně se vyučil lodníkem. Jednou na cestě do indie přišel na myšlenku revolveru, kterou si dal r. 1836 patentovat. Zřídil si továrnu na výrobu revolverů, a to opět na bázi seriovosti a zaměnitelnosti součástí. Ještě větší důraz než jeho předchůdci kladl na přesnost opracování a normalizaci. V tom je pak jeho hlavní přínos pro strojírenství. Výroba obráběcích strojů ve Spojených státech byla orientována na tamní specifické podmínky. Mezi přistěhovalým obyvatelstvem nebylo mnoho lidí, kteří by měli řemeslnickou nebo vůbec kovodělnou kvalifikaci. Obráběcí stroje byly proto koncipovány tak, aby je mohl obsluhovat i naprosto nekvalifikovaný pracovník. Je to především revolverový soustruh, ale i další stroje, mající vykonávat práce, které se v Evropě konaly ručně.

63

Počátky českého strojírenství

I v českých zemích začala průmyslová revoluce v textilním průmyslu, avšak asi o 30 let později než v Anglii. První významná strojní přádelna byla založena 1797 Johannem Josefem Leitenbergerem ve Verneřicích na liberecku, stroje anglické konstrukce postavil dánský mechanik Rige.který měl anglické školení. na brněnsku, které bylo největším střediskem vlnařské výroby v RU vznikla 1796 společnost pro obstarání spřádacích strojů. když se minula cílem snaha vychovat domácí mechaniky, rozhodli se opatřit stroje přímo v Anglii. To se podařilo 1801 mladému hraběti Hugo Salmovi a podnikateli Vincenci Petkemu , kteří podloudně vyvezli z Anglie výkresy spřádacích strojů a podle nich byly vyrobeny spřádací stroje pro první strojní přádelny. V počátcích výroby textilních strojů se objevují mechanici ve službách textilních podnikatelů ale i mechanici samostatně podnikající. Mezi nimi převažují cizinci: Němci, Holanďané, Britové a Belgičané. Šlo o malé dílny, případně o manufaktury. První skutečnou strojírnu založil 1811 hrabě Salm v Doubravici nad Svitavou pod názvem "SAG". tato strojírna zaměstnávala 30 zručných mechaniků, byla však založena předčasně a do 2 let byla zrušena pro nedostatek zakázek. teprve potřeba vyrábět parní stroje vedla k vzniku prvních strojírenských továren v českých zemích. K tomu došlo ve 20. letech 19. stol., tedy 30-40 let po Anglii a 10 let po Německu. První parní stroj byl zaveden 1817 v Offermanově továrně v Brně. byl dovezen z Anglie a měl výkon 10 HP. V Čechách byl první parní stroj instalován v Kittlově přádelně bavlny v Markvarticích na liberecku. Měl výkon 6 HP, byl dovezen z Německa a instaloval jej anglický mechanik Edward Thomas. Přechod od řemeslné výroby k továrně lze doložit na vývoji mechanické dílny přádelny ve Šlapanicích u brna. Byla založena 1814 pro výrobu a údržbu spřádacích strojů mateřské továrny a a ve strojírenskou továrnu ji kolem 1822, kdy začala vyrábět své první parní stroje, přeměnil Heinrich Alexander Luz. Během dvacátých let se v menší strojírnu začala měnit dílna holandského mechanika Petra Huberta Comotha v Brně, která byla založena 1816. Vedle výroby strojů pro textilní průmysl bylo druhým kořenem strojírenství železářství, kde majitelé textilních podniků objednávali strojní součásti. Na výrobu strojní litiny se během první pol. 19. stol. zařídila většina železáren v českých zemích a řada z nich si vybudovala mechanické dílny. V nich se vyráběly strojní součásti a příležitostně stavěly i celé stroje. Z několika těchto dílen vznikly skutečné strojírenské továrny. první a nejvýznamnější z nich byla strojírna salmovských železáren v Blansku, založena 1825. navázala na výrobu strojní litiny v blanenských železárnách i na Salmův pokus se strojírnou SAG. Na Moravě existovaly na konci 20. let 3 strojírny, které lze označit za továrny. všechny byly výsledkem domácího vývoje výroby strojů.

Organizační změny v průmyslu

Technická normalizace

Racionalizace strojírenské výroby probíhající od sklonku 19. stol. měla dvě navzájem se podmiňující a doplňující složky - vědeckou organizaci práce a technickou normalizaci. Technickou normalizací rozumíme tvůrčí proces, jehož výsledkem má být dosažení toho, aby se stejná opakující se úloha ve výrobě řešila stejným způsobem, a to technicky i ekonomicky nejvýhodnějším.

64

Počátky normalizace navazují na zkušenosti a tradice výroby munice pro palné zbraně, u nichž vyměnitelnost byla základní podmínkou použitelnosti. V dějinách by bylo ovšem možno jít ještě dále - jsou to i samy míry a váhy, představující určitou normalizaci a standardizaci jednotek, ale vůbec výrobu pro vojsko, od luků, vozů, kopí, rozchodu kol, uniforem atd. Jistý druh normalizace představuje i písmo. V 18. stol. se přikročilo v omezené míře k vyměnitelnosti součástí palných zbraní, (ve Francii, USA a Rusku), v USA došlo v první pol. 19. stol. k výraznému prosazení technické normalizace v sériové výrobě palných zbraní, a to u Whitneyových ručnic, Northových a Coltových revolverů. V Českých zemích se vyměnitelnost poprvé objevuje 1868 při výrobě zemědělských strojů. V kusové výrobě se součásti přizpůsobovaly individuálně jedna druhé, v seriové se ujalo měření kalibry, vynalezenými fanatikem přesnosti Josephem Whitworthem. kalibry měly své předchůdce v šablonách a měrkách, které si pořizovaly strojírny, když získaly na nějaký výrobek větší zakázku. Normální kalibry nahrazovaly protikus, a dělník lícoval součásti na základě citu. Od 90. let 19. stol. se rozmáhá používání mezních kalibrů, kde je jakákoliv subjektivita vyloučena. používání mezních kalibrů se ovšem šířilo pro jejich nákladnost (dvakrát dražší než normální) velmi pomalu. Předpokládala také existenci lícovací soustavy. Zvláštním případem byla normalizace závitů, která se v Anglii zásluhou Whitworthovou prosadila nedlouho po předložení 1841.

Lícovací soustava u nás vydána 1931, odborník ze Škodových závodů profesor N.N. Savin, který provedl revizi německé normy DIN - zajištěna vyměnitelnost součástí, vyrobených v různých podnicích. mezinárodní normy ISA 1935

65

MODUL 5 POHONNÁ ZAŘÍZENÍ A MOTORY

Chronologická tabulka 11510 ante: šlapací kola k pohonu čerpadel v Mezopotámii900 post: u Pekingu a v Persii se objevují větrné mlýny, počátky byly asi v buddhistických modlitebních mlýncích. Do Evropy se dostaly za křižáckých válek.1105: první evropský popis větrného mlýna. Právní dokument, určený benediktinům.1313: vynalezeny střelné zbraně, poprvé použity při obléhání Ciudale něm. rytíři 13311582: na Temži zbudováno vodní čerpadlo, poháněné vodním kolem1600: Simon Stevin postavil plachetní vůz pro 28 osob1673: Ch. Huygens popisuje stroj na střelný prach, který objevil s D.Papinem1688-89: Denis Papin sestrojil pro hessenského kurfiřta parní čerpadlo pro fontánu v Kasselu1698: Savery zkonstruoval stroj na zvedání vody s parním pohonem1705: Thomas Nnewcomen a John Cawley postavili atmosférický stroj1750: Segnerovo kolo (německý lékař původem z Blavy)1767: James Watt, parní stroj1770: James Watt zavádí HP1781: Technické zdokonalení parního stroje1798: R. Trevithick postavil vysokotlaký parní stroj1801: Lebon získal patent na plynový motor1802: Trevithick získal patent na vysokotlaký parní stroj bez kondenzace1806: František josef gerstner staví na polytechnice první parní stroj (dvojč.kond.otáč.)1814: ve Wünschově textilce v Brně použit k pohonu první parní Stroj v Č a M1816: Stirling vynalézá teplovzdušný motor1823: Brit Samuel Brown obdržel patent na plynový motor (ve vozidle, myšl. W.Cecila z 1820)1824: Franc. Inženýr Claude Burdin označil poprvé vodní kolo jako turbinu (vyhr.Furneyon)1826: Poncelet a Burdin konstruují turbiny1837. Hensonelova turbina1838: William Barnet vynalezl motor s kompresí1849: Brit. inženýr žijící v USA James B. Francis vynalezl vodní turbinu s lamin.prouděním1860: Etiene Lenoir patentuje dvojčinný plynový motor1862: John F. Allen a Charles T. Porter vystavovali na Londýnské výstavě rychlob.parostroj1862: Francouzský inženýr Alphonse Bean de Rochas vyvinul 4 taktní spalovací motor1867: Otto a Langen vyvíjí atmosférický stroj1876: Vyzkoušen Ottův 4 takt, vynalezen nezávisle na nepatentovaném de Rochasově1878: Pérový motor k pohonu šicího stroje1878: Skot Dugald Clerc postavil první dvoutaktní motor1879: Francouzský elektrotechnik Marcel Deprez sestrojil plynový spalovací motor pro pohon lokomotiv1880: Americký inženýr Lesten Allen Pelton vynalezl turbinu1880: Anglický inženýr John Hopkins vynalezl přenos třífázového proudu1881: V Godalminu (UK) uvedena do provozu první vodní elektrárna1883: Maybach a Daimler vyvinuli rychloběžný motor 1883: Gustav Laval vynalezl turbinu1884: Charles Algernon Parsons vynalezl turbinu1885: Benz sestrojil benzinový motor, schopný hnát automobil

66

1885: Maybach a Daimler motorizovali motocykl1887: Nikola Tesla vynalezl vícefázový indukční motor1889: něm. Inženýr Emil Capitaine vyvinul dvoutaktní spalovací motor s vysokou kompresí1889: Daimler a Maybach uvedli dvouválcový motor a čtyřstupňovou převodovku1890: Konstantin Ciolkovskij propracoval teorii raketového pohonu1884: Charles Algernon Parsons vynalezl turbinu1885: Benz sestrojil benzinový motor, schopný hnát automobil1885: Maybach a Daimler motorizovali motocykl1887: Nikola Tesla vynalezl vícefázový indukční motor1889: Něm. Inženýr Emil Capitaine vyvinul dvoutaktní spalovací motor s vysokou kompresí1889: Daimler a Maybach uvedli dvouválc. motor a čtyřstup. Převodovku1890: Konstantin Ciolkovskij propracoval teorii raketového pohonu1892: Maybach vyvinul karburátor s tryskou a plovákem1892: Diesel získává patent na motor1894: Létací stroj ing. Hirama Stevense Maxima1895: Křižík pohání elektricky automobil1895: Niagarská vodní elektrárna1897: Diesel postavil motor1897: Bosch vyvinul elektrické zapalování

POJMOSLOVNÝ EXKURZ

V této kapitole bude řeč o tom, čím vším člověk uváděl do pohybu nástroje, stroje či dopravní prostředky. V dějinách techniky se objevuje pro tento fenomen několik pojmů a označení: mluví se často o "zdrojích síly", "zdrojích energie", motorech či hybadlech. Problém je v tom, jak shrnout všechno od lidské ruky až po raketový motor do jednoho pojmu, který by byl nejen všezahrnující, ale také fyzikálně korektní. Takovými nejsou pojmy "zdroj síly" nebo "zdroj energie", protože navozují představu, příčící se zákonům. Důsledným respektováním zákona o zachování energie lze dojít k tomu, že všechna ona zařízení jsou založena na přeměně některého druhu energie v energii mechanickou, znamenající ve svých projevech právě onen žádoucí pohyb. Slovní vyjádření této fyzikální podstaty by ovšem bylo neprakticky krkolomné, proto budeme nejčastěji používat pojem "zdroj motorické síly". Tímto pojmem nepředpokládáme netvrdíme, že tato motorická síla vzniká "z ničeho", nýbrž jsme si vědomi, že se tak děje přeměnou nějaké jiné formy energie. Když však pro bližší označení bude užit například výraz "živočišné motory", prosím, aby v tomto a jiných podobných názvech nebyly hledány logické rozpory a nekorektnosti. Tato oblast našeho jazyka je ve svých možnostech výrazně "předvědecká". To je patrno i na tom, že se tradičně říká "parní stroj", avšak spalovací "motor".

Zdroje motorické síly jsou svým způsobem limitujícím článkem jakéhokoliv technického zařízení. Člověk může vynalézt a vymyslet cokoliv, je však vždy především otázkou, "čím to bude pohánět". V dobách začátků automobilismu se například objevovaly návrhy na úžasná obojživelná monstra, kterými by se pasažéři plavili po moři a pak by vyjelo koly na souš a bez přesedání jelo dál, avšak každému soudnému člověku muselo být jasné, že to neuvede do pohybu motor o v té době nejvyšším výkonu 3 kW. V počátcích letectví byla tato otázka otázkou přímo kardinální. Dějiny techniky jsou tedy rovněž sledovatelné z hlediska hledání cest, jak potřebnou mechanickou energii získat.

67

I v této kapitole je možno doporučit, abyste si nejprve zběžně přečetl tabulku s přehledem rozhodujících dat. Tím se seznámíte s "terénem" tohoto hledání a bude možno sledovat odděleně jednotlivé linie, které se ve skutečnosti doplňují, prolínají a běží vedle sebe.

Revoluční myšlenka

Pokud jsme v minulé kapitole citovali B. Franklina a jeho definici člověka jako tvora, vyrábějícího nástroje, pak zde by byla její obdoba ještě příhodnější. O tom, zda někteří tvorové vyrábějí či nevyrábějí nástroje je možno diskutovat. Je však takřka nepochybné, že pouze člověk připadl na myšlenku, že by mohl svou námahu přenést na něco nebo někoho jiného. Pouze člověk přišel na myšlenku, že by mohl své nohy šetřit a vsednout na dobytče, že by mohl šetřit svůj hřbet a naložit náklad na loď, hnanou větrem, že by mohl šetřit své ruce, a točit mlýnským kamenem by za něj mohl někdo jiný. Právě myšlenka, jak se zbavit vlastní námahy je sama o sobě největším motorem a hybatelem technického pokroku. Touha po nalezení něčeho, co by pracovalo za člověka je někdy tak velká, že se při jejím uskutečňování člověk leckdy nadře více, než kdyby věc udělal přímo a sám. V tom však je již sama ona pábitelská a cimrmanovská podstata techniky… Právě tato oblast je snad nejvíce prostoupena fantastickými až fantasmagorickými ideami, pramenícími snad již v pohádkách, krystalizujícími ve snu o perpetuum mobile, a ve stálém hledání motoru ještě silnějšího, menšího a levnějšího. Konce jsou ovšem pozoruhodné. Člověk již dnes dosáhl takových úspěchů, že ovládá megawatové výkony tak, že nehybně sedí před obrazovkou a pohybuje nanejvýš 10 prsty. Pak se na něj z toho z jedné strany valí zažívací potíže, z druhé kardiovaskulární onemocnění, takže musí vynalézat další přístroje, na kterých ve fitnesscentrech za těžké peníze jednostranně a nepřirozeně svou energii vydává. Revoluční myšlenka, stojící na počátku hledání zdrojů motorické síly je tedy vedle své slávy někdy do jisté míry zvrácená, ekologicky nebezpečná, a z jiné strany eticky problematická. Toto konstatování je asi tak vše, co s tím lze dělat.

Živočišné motory

Prvním lidským zdrojem motorického výkonu byl a je si sám člověk. Svou energii vydával v opatřování potravy a všech dalších životních nezbytností. Jak již bylo řečeno, člověk se snaží tuto námahu složit na jiné tvory či stroje, nikdy to však nepůjde beze zbytku. Navzdory všem pokroku musí doposud dokonce i Američan tu a tam cestou do supermarketu při přestupování z automobilu do elektrického nákupního vozíku učinit několik kroků pěšky a být si tak motorem sám. Již v dávné minulosti člověka bylo ovšem zpozorováno, již sama dělba práce umožňuje alespoň někomu námaze se vyhnout. To se dělo jednak způsobem, řekněme, řádným a legitimním, a to v dělbě práce. Lidé, kterým byla přiřčena kultická, vedoucí a rozhodovací role bývali obvykle od hrubé a často nebezpečné tělesné práce osvobozeni. Byla tím sice založena jistá neblahá tradice, považující námahu a práci za něco nižšího než je činnost duchovní a intelektuální, bez toho by se však člověk nepovznesl nad zvířecky přírodní stav. Podstatná proměna nastává v souvislosti s agrární revolucí a vznikem větších, nadrodových celků, čili jak říkáme - států.Teprve od jisté úrovně produktivity lidské práce je člověk schopen vyprodukovat více, než kolik k obnově své pracovní síly potřebuje, a může

68

tak být použit jako první živočišný motor. Protože však svalová námaha nepatří k činnostem, ve kterých by většina lidí nalézala zalíbení, musel být člověk k této činnosti nucen. Ve starověku i v antice jde o zcela jednoznačné mimoekonomické donucení, formálně a právně vyjádřené v instituci otroctví. Otroky se stávali váleční zajatci, za které mohli být případně považováni obyvatelé poražených a dobytých měst a států, dále dlužníci a zločinci. Instituce otroctví, využívající člověka jako motor, je velice dlouhá, a formálně trvala nejdéle v USA. Otroctví je ovšem příliš složitou a historicky velmi proměnlivou kategorií. Jednak se postavení otroků ve starověku i v antice velmi různilo - na jedné straně byla skutečně otrocká práce v dolech či ve středověku na "galejích". Vedle toho však byli otroci vychovateli, majordomy a v tomto postavení na tom nemuseli zdaleka být nejhůře. Je také jistě otázkou, zda osobně formálně svobodný proletář v továrně 19. století je svým postavením na tom lépe než otrok. Tyto otázky se však týkají našeho tématu pouze tím, jakým ne technickým způsobem byl člověk do něčeho zapřažen. Jak se dělo jeho zapřažení v rovině technické vyplyne z dalšího.

Klika Klika je jedním ze základních kinematických mechanismů, majícím stejný princip jako kolo na hřídeli. Člověk, použitý jako zdroj motorické síly má především k dispozici své horní končetiny, ruce. Způsob jejich využití je mnohostranný, protože lidská ruka je i při vyvinutí přiměřené síly schopna pohybů přesných a zrakem či jinými smysly kontrolovaných. Prvním pohybem byl ovšem pohyb "přitloukací", či pohyb vratný, jaký se původně uplatňoval při pohybování mlýnkem s držadlem na boku. Klika představuje poměrně vyvinutější fázi využití člověkovy energie, protože umožňuje předávání výkonu po jistou dobu nepřetržité. Převedení jiných způsobu pohybů na otáčivý, s využitím kliky, znamenalo vždy zefektivnění. Otáčení klikou představuje i ergonomicky příznivý způsob práce. Klika byla uplatňována nejprve u menších mlýnků, u zvedacích zařízení, rumpálů, při napínání pružin metacích strojů a podobně. Před vybavením parním či spalovacím motorem, resp. elektromotorem, byla ještě v polovině 20. stol. mnohá zařízení "na kliku". Klikou se poháněly vrtačky, na kliku byly pračky, stroje na přípravu krmení pro dobytek, a nespočet dalšího. Úsloví "mít kliku" však nemá s klikou ve smyslu technickém nic společného - jde o zkomoleninu německého "das Glück" tedy "štěstí".

Šlapací kolo a jeho modifikace

Výkon lidských paží je limitován. Lze pochopitelně zvětšovat délku kliky a tím i moment působící síly, avšak i zde jsou dány nepřekročitelné hranice.Při přiblížení se k nim patrně člověk učinil nový objev - když již na páce takřka visel, shledal, že by bylo lépe ji doplnit do plného kruhu, kde by mohl svou váhu uplatňovat po celém obvodu. Šlapací kolo je založeno na této zcela jednoduché myšlence. Vlivem nerovnováhy se volně uložené kolo bude otáčet tím směrem, na kterém bude ono živé závaží. Otáčivý pohyb je dán snahou těžší části obvodu klesnout co nejníže a nastolit tak rovnováhu. Když se "závaží" bude po obvodu kola pohybovat, bude kolo po dobu jeho pohybu uvedeno do pohybu otáčivého. Šlapací kola se objevují na starověkých vyobrazeních čerpadel, i na vyobrazení antického jeřábu, kde šlapací kolo navíjí lano, zvedající břemeno. Byla to zařízení, sloužící k pohybu břemen převážně ve směru svislém. Jejich konstrukce se lišila dle toho, zda jako ono živé pohybující se závaží sloužil člověk nebo dobytče, a kde bylo tedy nutno respektovat jeho anatomické vlastnosti. Po krávě bylo stěží možno žádat, aby stoupala po žebříkových příčkách. Šlapací kola bývala dřevěná a jejich průměr byl dán i předpokládaným odporem,

69

který měl být překonáván. Obvod kola byl z dřevěného bednění, na kterém bývaly stupně buď na jeho vnitřní nebo vnější straně. V prvním případě člověk nebo dobytče chodí uvnitř kola jako válce, ve druhém případě vystupuje po příčkách na jeho obvodu. Nevýhodou šlapacích kol s horizontální osou je jejich značná rozměrnost a výrobní složitost, má li být celá šlapací plocha dostatečně pevná a tuhá. Proto je možno pozorovat postupný vývoj, na jehož konci je zcela horizontální žentour, který je konstrukčně nejjednodušší. Mezičlánkem je ovšem šikmé šlapací kolo, kde člověk nebo zvíře jde po šikmo postavené kruhové ploše na šikmém hřídeli, ze kterého je ozubeným kuželovým převodem převáděn otáčivý pohyb na vodorovný hřídel. Zprávy o šlapacích kolech podává Macus Vitruvius, byla hojně používána ve středověku, jak svědčí Agricola, Ramelli, Zonca, Verantius, Jakub de Strada a jiní spisovatelé. Některé renesanční kresby šlapacích kol patří ovšem spíše do kategorie "ideálních návrhů", které by byly technicky těžko realizovatelné. Na obrázcích lze vidět několik provedení šlapacích kol, přibližujících šířku možných modifikací.

Žentour je nejdéle přeživším typem živočišného motoru. Žentour, jehož konstrukce je patrna z obrázku, měl jednu nebo dvě oje, o délce asi 3,5 - 4 m. Oje jsou spojena s velkým ozubeným kolem, zabírajícím kuželovým ozubením do pastorku. Hřídel pak převádí otáčivý pohyb kanálkem pod plochou, po které chodí dobytčata, k dalšímu soukolí, končícímu obvykle řemenicí k pohonu potřebného zařízení. Tím bývala nejčastěji mlátička. Žentourem však mohl být hnán i generátor elektrického proudu, což je jistě poněkud kuriosní setkání. Provoz žentourů byl upraven předpisy, které patrně doposud platí. Kryt soukolí smí být sňat teprve tehdy, jsou-li tažná zvířata vypřažena, a dále musí být zajištěno, aby žentour v případě, že se tažná zvířata zastaví, nemohl být dále hnán setrvačností pracovního, tedy poháněného stroje. Ostatních náležitostí provozu žentourů se týkají předpisy zemského místodržitelství ze dne 12. března 1907, z.z.č. 33, pro Moravu nařízením z 28. prosince 1910, z.z.č. 2.

Vodní kola Přestaňte ručně mlít, ó mlečky! Dlouho teď spěte, I když červánků svit ohlásí kohouta hlas! Demeter nymfám vod již práci svěřila rukou: Shůry se na kola vrch vrhají skokem a tak točí hřídelem; ten však hbitými rameny opět uvádí dutých tíž nisirských žernovů v běh. Starým životem žít nám možno; našli jsme způsob, Jak, co Deo nám dá, bez práce požívat lze.

Takto poeticky opěvuje římský básník Antipatros v prvním stol. př.n.l. vynález vodního kola, pohánějícího mlýnské kameny. První zprávu o vodním kole pochází ze spisu řeckého technika Filona z Byzance, který znal vodní kola, jimiž byla poháněna čerpadla a různé figurky (ve stylu našich mechanických pohyblivých Betlémů). První zpráva o použití vodního kola k pohonu mlýna pochází od řeckého cestovatele Strabona, takové kolo měl dle něj dát postavit Mirthiades VI., král Ponstský v malé Asii. V prvních stoletích našeho letopočtu bylo

70

vodní kolo používáno spíše sporadicky k řezání dřeva i kamene. Roku 398 byly zřízeny v Římě první veřejné vodní mlýny. Od těch dob se začalo odlišovat řemeslo mlynářské a pekařské. Dělo se to však velmi zvolna, a u nás byl mlynář pekařem až do 13. Stol. Když roku 536 oblehli Gotové Řím a zničili přívod vody k mlýnům, přikázal římský vojevůdce Belisar, aby byly mlýny zřízeny na lodích na řece Tibeře. To byl počátek lodních mlýnů, které existovaly i u nás. Vodní kolo prošlo ve svém vývoji několika podobami, které je vhodno jednotlivě si přiblížit. Horizontální vodní kolo.Nejstarším a nejprimitivnějším vodním mlýnem bylo zařízení využívající horizontálního vodního kola na svislém hřídeli, v některých případech byly radiálně nasazené lopatky pro zvýšení výkonu vydutě tvarovány. Na lopatky tohoto "ležatého" vodního kola se přiváděla voda dřevěnou troubou nebo korytem. Svislou hřídelí kola usazenou v patním ložisku byl poháněn pohyblivý mlecí kámen. Hřídel procházela otvorem pevného mlecího kamene. Tento typ mlýna bývá v literatuře uváděn různými názvy jako mlýn řeckého typu, balkánský či norský mlýn. Jeho výkon dosahoval 0,5 koňské síly a jeho lokace byla závislá na poloze v hornatém terénu s dodávkou menšího množství vodní energie.

Tento typ mlýna byl znám Pliniovi, patrně z hornatých částí severní a střední Itálie. Jeho užití sahalo od Číny po Irsko a byl pro svoji konstrukční jednoduchost (nebylo třeba převodů) v některých odlehlých oblastech ještě donedávna (Shetlandy, Orkneye, sever Skandinávie) nebo do současnosti (Rumunsko a Libanon) používán. V soupisu majetku pořízeném mezi léty 1080 až 1086 po dobytí Anglie Normany, v tzv. Domesday Survey je zaznamenáno přes 5000 mlýnů, z nichž patrně velká většina byla tohoto typu.

Vertikální vodní kolo na spodní dopad vody.V prvních stoletích našeho letopočtu došlo k postupnému zavádění vertikálního vodního kola. Stalo se tak na některých lokalitách na území pod římskou kontrolou. Není zcela jasné, proč římští inženýři využívali vodního kola pouze k pohonu obilních mlýnů. Patrně převzali princip vodního kola od řeckých mechaniků a přivedli jej k praktickému využití. Na rozdíl od předchozího typu vodního kola, bylo k pohonu vertikálního kola třeba zajistit stálý a dostatečný přísun vody. Řada zkoumaných vodních mlýnů užívala k pohonu vody z akvaduktů (Venafro, Barbegal, Tournus, Řím a Athény). Některé z uvedených lokalit byly zkoumány archeologicky a byly zjištěny i parametry těchto zařízení, jejichž popis najdeme u Vitruvia již v 1. stol. př. n.l. Z odborné literatury známe několik konkrétních příkladů využívání vertikálního kola. Tak v Agoře v Athénách bylo užíváno vodní kolo o průměru 324,00 cm, pohánějící dvojí mlýnské složení (po roce 457). Ve Venafro u Neapole byl nalezen v tufových sedimentech otisk vodního kola o průměru 185 cm s 18 tvarovanými lopatkami zajištěnými dvěmi okrajovými věnci. Kolo pohánělo mlecí složení o produkci 150 kg zrna za hodinu. V Barbegal u Arles byla při akvaduktu St. Rémy vystavěném za císaře Hadriána zřízena „továrna“ s 16 vodními koly ve dvou řadách v osmi podlažích, z nichž každé pohánělo 1 mlecí složení. Dřevěná kola byla situována v objektu nad rozdvojeným kanálem, v němž voda stékala slapem pod úhlem 30 stupňů při rozdílu výšky hladiny 18,60 m. Kola o průměru 220 cm a šířce 70 cm, byla upevněna pomocí olova na železné hřídeli. Pravděpodobně poslední etapa provozu objektu je spojena s obdobím panování císaře Konstantina I. (308–316), který v Arles sídlil. Mlýn produkoval množství mouky osmkráte přesahující místní potřebu, ta byla prostřednictvím místního přístavu exportována do Říma, případně legiím působícím v severní Galii.

V západoevropském prostředí se vodní kolo prosazovalo od 4. století n.l. Bylo to patrně v závislosti na novém pohledu na degradující otrockou práci v souvislosti s přijímáním

71

křesťanství a zejména v důsledku ekonomických reforem císařů Diokleciána (284–30?) a Konstantina (311–337) při zavedení státní kontroly distribuce obilovin. Od 4. století jsou uváděna vodní kola k pohonu pil na území dnešní Francie.

Do zaalpské oblasti se mělo vodní kolo rozšířit po roce 900. Z českého prostředí pochází nejstarší zmínka z roku 993 – privilegium Boleslava II. pro Břevnovský klášter ke stavbě dvou mlýnů. Další zmínky jsou pro klášter Hradiště nad Jizerou (rok 1100), pro Sázavský klášter (1140), špitál sv. Jana v Praze (1183), pro Únětice (1125).

Tento typ vertikálního vodního kola na spodní dopad se objevuje i v ikonografických materiálech – např. Hortus Deliciarum 1176 až 1196, Liber Depictus (jižní Čechy kolem roku 1350). Byl užíván i nadále, vedle kola na horní dopad vody, podle povahy vodoteče a polohy mlýna. V práci Vavřince Křičky z Bitýšky ve spojení s konstrukcemi vodních pump ještě k roku 1564, stejně jako na celé řadě vyobrazení. Lodní mlýny, typické pro velké řeky, užívaly výhradně vodních kol na spodní dopad.

Z nálezu z Veselí nad Lužnicí pochází část vodního kola, dnes rekonstruovaného a prezentovaného v muzeu v Táboře. Skládá se z hřídele (válu), osmi válcových ramen zatesaných do hřídele na dlab procházejících věncem kola a lopatek nasazených na vnější stranu věnce sesazeného z překrývajících se segmentů. Lopatky se opírají o přesahující ramena, případně o kolíky zapuštěné do věnce kola. Dvojice plochých drobných prstenců fixovala polohu lopatek kolmo na věnec kola. Všechny detaily jsou spojeny pomocí dřevěných kolíků.

Vodní kolo na horní dopad vody. Nutnost přívodu vody na kolo vedla ke stavbě jezu na vodním toku, budování náhonu, respektive nádrží zajišťující dostatečnou zásobu vody. Zřejmě způsob přivádění vody na kolo vedl ke konstrukci kola na horní dopad, kdy je využíváno polohové energie vody a tím je dosaženo vyšší účinnosti vodního kola. V období vrcholného středověku dochází k využití vodního kola k pohonu celé řady dalších technických zařízení, např. v dolech, hutích, valchách a pod. V archívních materiálech bývá všeobecně každé zařízení užívajícího k pohonu vodního kola označováno jako molendina tj. mlýn – což přechází do výrazů označujících takové objekty např. v angličtině a němčině (hammer mill, papier mühle), ale i ve francouzštině (moulin a fer).

Na území západní Evropy se objevuje vertikální kolo na horní dopad vody již koncem 1. tisíciletí našeho letopočtu. Od 11. století pracovaly ve Francii, v Anglii, Dánsku a Švedsku desítky hutí při cisterciáckých klášterech užívajících vodních kol. O existenci podobných zařízení na území českého státu, například o vzniku desítky hamrů při cisterciáckých klášterů na Velehradě a ve Žďáře nad Sázavou se diskutuje. Tzv. domašovské falzum se zmiňuje o „molendina, sive hutta dictatur“ k roku 1256. Tato železářská huť se měla nacházet na říčce Bystřičce u Domašova. Jedná se však o listinu řádově o několik desítek let mladší.

V prvních dekádách 13. století jsou zmiňována vodní kola na horní dopad vody ve stříbrných dolech v Tridentu. Nejstarší vyobrazení takového kola nacházíme v díle Konráda Keysera z roku 1402 (patrně z českého prostředí). Další příklad nacházíme v práci Mittelalterliche Hausbuch z roku 1480. Nejrozsáhlejší soubor vyobrazení vodních kol různých typů pro pohon důlních a metalurgických zařízení prezentuje G. Agricola. Jím uváděná vodní kola byla snad typicky středoevropská pro obkročnou konstrukci ramen kola. Rozměry takovýchto vodních kol dosahovaly až 12 m. Existovala i dvojice protiběžných kol střídavě spouštěných pro transport pod den, ovládaných strojníkem pomocí táhel spojených se zátkami řídícími přípust vody na kolo. Vodní kolo o průměru 14 m se zachovalo v Idrii (Slovinsko), při bývalých rtuťových dolech, kde prostřednictvím míhadel čerpalo důlní vody místních

72

dolů. Právě pro čerpání vody pomocí různých mechanismů, včetně sacích a výtlačných pump uvádí Agricola řadu vodních kol, často umístěných v podzemních komorách nad sebou.

Část věnce vodního kola na horní dopad byla spolu s mlynářským nářadím (pemrlice k otesávání mlýnských kamenů) nalezena při řece Jizeře v Příšovicích u Turnova (středověk). Část věnce vodního kola se dvěma dřevěnými lopatkami byl nalezen v abertamském rudním revíru, nedaleko Jáchymova. Kolo mělo průměr cca 3 m, šířku 25 cm, nález je rámcově datován do 16. století. Mladší nález věnce vodního kola s 5 plechovými zakřivenými lopatkami je deponován v hornickém muzeu v Krásně v Slavkovském lese. Z britských materiálů je známa kolekce archeologických nálezů částí vodních kol pocházejících z prostředí železářských provozů z rozmezí 15. až 17. století.Kolo na střední dopad vody.Bylo používáno velmi omezeně, jen ve specifických podmínkách a v pozdějších obdobích.

často při užití kombinovaného konstrukčního materiálu, když u původně celodřevěné konstrukce kola byla osa a ramena kola zhotovena z oceli, případně litiny. Impuls k nové konstrukční řadě vodních kol dal soustavný výzkum Johna Smeatona, prováděný od poloviny 18. století, který přinesl nové poznatky jež mohly být užity konstruktéry při stavbě vylepšených modelů kol, většinou již celokovových konstrukcí (např. Zuppinger, Sagebien, Poncelet a další).

Konstrukce vodního kola.Konstrukce vlastního kola se dělí podle upevnění věnce vodního kola k hřídeli „na dlab“ a na kol „obkročné“. Starším typem, který však byl užíván až do počátku 20. století, je upevnění ramen na dlab vyžadující kvalitnější dřevo (dub). Konstrukce vodního kola vychází lehčí, s menší spotřebou energie a vyšší výkonností. Mladší konstrukcí je konstrukce obkročná, kdy část válu (hřídele) je přitesána do čtvercového průřezu, k němuž přiléhající dvojice ramen. Tato konstrukce je snad typická pro středoevropskou oblast. Až na jednu výjimku jsou všechna vodní kola v Agricolově práci De ré Metalica Libri XII této konstrukce.

Existuje ještě další technické řešení konstrukce vodního kola, které je velmi vzácné a to s tangenciálními rameny. V různých oblastech Evropy docházelo k rozdílnému využívání zásadních konstrukčních řešení vodního kola, daných místními geografickými podmínkami, materiálními možnostmi pro získání konstrukčního materiálu a v neposlední řadě i místní tradicí.

Ve Velké Británii, kolébce industriální revoluce, byla ještě roku 1815 polovina továrních strojů poháněna vodními koly. Ekonomika provozu výrobních objektů, které se nacházely při vodních tocích a většinou využívaly starších vodních děl byla výhodnější, než instalace parních strojů, které sice nebyly vázány na vodní zdroje, ale v této době stále ještě spotřebovávaly značné množství uhlí. V Českých zemích byla vodní kola užívána ještě dlouho do 20. století, a to hlavně v menších, ekonomicky méně úspěšných provozech mlýnů, valch a hamrů. V době, kdy vodní kolo bylo jediným zdrojem motorické síly nastával často problém, spočívající v tom, že vodní kolo muselo být nutně u řeky, zatímco pracovní stroj, například důlní čerpadlo, bylo poměrně vzdáleno. Přenos energie děl se pak míhadly, která od kliky na hřídeli vodního kola přenášela vratný pohyb až tam, kam bylo třeba. Jinak se ovšem pohyb přenášel transmisemi a řemeny.

Největší vodní kola Někdy je užitečné zeptat se na hranice, ukazující kam až lze dojít. Pokud jde o vodní kola, je tímto přiblížením se k maximu soustava vodních kol, kterou dal k zásobování

73

zámeckých vodotrysků ve Versailles vybudovat Ludvík XIV. Toto dílo bylo uskutečněno v létech 1681 až 1688 v Marly u Paříže. Bylo to 13 vodních kol o průměru přes 8 m. řada těchto kol byla široká celkem 34 m a poháněla 235 pump, dopravujících vodu do nádrže, ležící 163 m nad hladinou řeky. Ke stavbě se spotřebovalo 85 t dřeva, 17 t železa, 850 t olova, 850 t mědia při stavbě pracovalo 1800 dělníků. Stroj byl velmi poruchový a dánský král, když to všechno viděl a zvážil, prohlásil, že voda ve vodotryscích přijde dráže než víno. Měl pravdu. Posléze byla celá tato mašinerie nahrazena jedním parním strojem.

Maximum vodního kola

Již koncem 17. stol. se začalo využívat znalostí hydrodynamiky, což umožnilo optimalizovat tvar lopatek. Byl to především francouzský inženýr Poncelet, který ve 20. létech 19. století sestrojil vodní kolo na střední vodu se zakřivenými lopatkami. Voda zde proudila poměrně malou rychlostí, bez nárazů, a byla využita nejen její hybnost, nýbrž i váha, takže účinnost bývá udávána až 75% proti 25% účinnosti kola na spodní vodu. Vodní kolo tím však přesto nebylo oživeno, protože právě hydrodynamika a rozvoj techniky s potřebou pohonu generátorů postavila na vrchol energetických výkonů vodní turbinu.

Vodní turbiny

Po vodním kole přichází vodní turbina. I zde je nesnadno vést přísnou a přesnou hranici kde který typ končí a druhý začíná. Turbina se všeobecně od vodního kola liší tím, že voda nepůsobí svou vahou nebo nárazy na lopatky, nýbrž svou pohybovou energií. Turbina je kovový výrobek moderního strojírenství, jehož součásti jsou odvozeny ze zákonů hydrodynamiky. Zákony hydrodynamiky, které jsou zde využity definoval již v roce 1738 francouzský fyzik Daniel Bernoulli. Turbina je rychloběžný a regulovatelný stroj, na rozdíl od těžkého dřevěného lopatkového kola. I turbina vzniká jako idea i návrh ještě v době vodního kola. Za přímého předchůdce může být považováno Lžicové kolo, na kterém byly na vodorovném kole lopatky z vyhloubených prken. Tato praturbina se objevuje na kresbách Jakuba de Strada ze 16. stol. V roce 1750 se objevuje další model. Je to Segnerovo kolo, postavené německým profesorem Segnerem v Göttingen. Segnerovo kolo bývá nazýváno reakční turbinou. Toto označení pochází ovšem od Leonharda Eulera, Segnerova současníka, který vysvětlil, proč se kolo otáčí. Prakticky však byla tato raná turbina použita pouze jednou, a to nedaleko místa kde se zrodila, a to v lisovně oleje. Vlastní konstrukce a stavba turbin bývá obvykle počítána od turbiny Fourneyronovy, kterou tento francouzský inženýr sestrojil roku 1833. Benoit Fourneyron nabyl technické vzdělání v hornické škole, kde byl jeho učitelem francouzský inženýr Claude Burdin. Byl to jeden z nejlepších znalců hydrodynamiky, který ji také přednášel svým žákům. Fourneyon nalezl zaměstnání v dolech a hutích, kde se všude dostával do kontaktu s vodními koly a uvědomoval si jejich slabiny. Tam se v něm zrodila myšlenka, že účinnější využití energie vody by bylo možno očekávat od kola vodorovného. V té době předložil jeho bývalý učitel Burdin Akademii návrh zdokonaleného vodního kola, které poprvé nazval turbinou z latinského "turbo" - kroužit. Akademie vypsala soutěž na kolo, které by bylo realizací bněkterých Burdinových myšlenek, a tuto cenu získal právě jeho žák Fourneyron. Jeho turbina měla úspěch a Fourneyron založil továrnu na její výrobu, která byla školou konstruktérů i stavitelů turbin. Roku 1841 byla postavena turbina Henschel-Jonvalova, původu německého. Karel Antonín Henschel byl důlní inženýr. Zatímco Fourneyronova turbina je radiální, Henschelova je axiální - voda protéká ve směru osy kol. tato turbina měla sice menší účinnost než předcházející, byla však úspěšná díky své jednoduchosti a láci. Jméno Jonval v názvu turbiny

74

patří francouzskému inženýrovi, který ve stejný čas sestrojil turbinu velmi podobné konstrukce, takže obě pak splynuly v jednom názvu. Roku 1849 byla vyrobena americká turbina Francisova. James Bicheno Francis byl původem Angličan, který se v 18 letech odstěhoval do USA. Pracoval při stavbě průplavů, což ho přivedlo k uvažování o využití energie vody. V té době byly v USA již turbiny známy a několik Fourneyronových tam pracovalo. Farncis si nejprve prohlédl turbinu, kterou podle Fourneyronovy turbiny sestrojil jeho přítel Boydon pro jednu přádelnu. Francis na základě získaných teoretických znalostí navrhl pro tuto turbinu několik zlepšení a především si vytvořil vlastní představu, kterou vtělil do svého modelu. První Francisova turbina byla radiální, podobně jako Fourneyronova. Zatímco u Fourneyronovy turbiny proudí voda ze středního rozváděcího kola do vnějšího oběžného, u Francisovy je tomu naopak. Díky tomuto racionálnímu uspořádání, správnému tvaru lopatek i pečlivému zpracování měla účinnost 80% . Všechny vyjmenované typy turbin stály obrazně řečeno na startu, ovšem udržela se z nich pouze turbina Francisova. Prodělala několik zdokonalení, ke kterým konstruktéry přivedly zkoušky a pokusy. Nevýhodou Francisovy turbiny byl ovšem nízký počet jejích otáček. Vzhledem k tomu, že dosahovala nejvýše 600 ot:/min., bylo nutno vložit mezi turbinu a generátor převod do rychla. Silným podnětem k zdokonalování turbin byl vývoj generátorů, dynam a alternátorů. Měly-li se zvětšovat jejich výkony, byla tedy jediná cesta - zvyšování počtu otáček. Těmto požadavkům zvláště vyhovuje zvláště turbina, vyvinutá roku 1880 Američanem Lesterem Peltonem. Jistým vzorem mu bylo vodní kolo se zakřivenými lopatkami, postavené roku 1825 francouzským vojenským inženýrem Jeanem Victorem Ponceletem, a pak i další turbiny, zvané parciální. Jsou to turbiny s tzv. tečným střikem. Tyto turbiny nemají rozváděcí kolo, protože voda se na oběžné kolo přivádí jednou nebo několika tryskami. Je to turbina, kterou lze s výhodou použít pro velké spády a malá množství vody.

Napínavý technický příběh představuje turbina, zkonstruovaná profesorem brněnské německé techniky Viktorem Kaplanem. Jak je známo, Kaplanova turbina má na oběžném kole několik lopatek, podobných do jisté míry vrtuli. Proto bývala také nazývána "propelerová". Je vhodná zvláště pro malé spády a velká množství vody, jejíž energie využívá lépe než turbiny jiných typů. Viktor Kaplan se narodil r. 1876 v Mürzzuschlagu ve Štýrsku, kde byl jeho otec železničním úředníkem. Techniku vystudoval ve Vídni a od roku 1903 působil na německé technice v Brně. Svými studiemi turbin došel k závěru, že nestačí regulovat průtok vody pouze lopatkami rozváděcího, nýbrž i oběžného kola, a dále byl doveden v úvahách k tomu, že počet lopatek radikálně snížil na 4. Tím byla konečně postavena rychloběžná turbina i pro malé spády, která má velmi příznivou účinnost i při změnách průtočného množství. Zavedení této turbiny však nebylo bez nesnází. Strojírny neměly k tomuto typu důvěru a činily Kaplanovi všemožné nesnáze. Pouze Storkova strojírna se uvolila roku 1918 vyrobit první turbinu pro přádelnu v Ulmu v Rakousku. První turbiny však nesplnily očekávání, protože se u lopatek projevila tzv. kavitace, způsobující vibrace a rychlou erozi povrchu lopatek. Přepracovaný Kaplan byl tímto neúspěchem zdrcen, avšak jeho stoupenci i některé strojírny zahájily soustavné pokusy s cílem odstranění této závady. Po uzdravení se tohoto úsilí účastnil i Kaplan. Snaha byla korunována úspěchem - turbiny postavené v roce 1923 již pracovaly bezvadně. Velkým vítězstvím pak bylo postavení této turbiny ve Švédsku, v elektrárně Lilla Edet. Turbina měla průměr 5,8 m. jak je známo, používají se kaplanovy turbiny v přečerpávacích elektrárnách, kde jsou schopny rovněž fungovat jako čerpadlo.

75

Větrné motory Pouze zřídka si člověk uvědomuje samu podstatu prostředí, ve kterém se odehrává náš život. Žijeme na dně vzdušného oceánu, plynného obalu naší země. Vzduch byl ionským filosofem Anaximandrem považován za prapůvod všeho. Viděl v něm pozoruhodnou látku, související s dechem a tím se životem, viděl, že jakkoliv je neviditelný, dovede formovat a deformovat stromy na skalnatých vrcholcích hor, že se dovede proměňovat v teplo i chladno. Vzduch kolem sebe vnímá člověk především v té jeho vlastnosti, která bývá jednou ze součástí předpovědi počasí - je to pohyb vzduchových mas. Vítr není vyvoláván pohybem větví stromů, jak se někdy soudilo, nýbrž nerovnoměrným ohříváním zemského povrchu. Síla větru je někdy nepřehlédnutelná. Vítr unáší listí, ale stejně dobře může kácet stromy a bořit domy. Člověk jistě záhy zpozoroval, že se mnohem lépe jde i pluje po větru než proti větru. odtud vede cesta k tomu způsobu "větrného motoru", kterým je plachta na lodi, ale i na čínském trakaři nebo vozítku Simona Stevina. Mnohdy by však bylo třeba využít vítr, ale zůstat přitom na místě. To v podstatě nelze zařídit jinak, než tak, že vítr něčím otáčí. I zde bývá často počátek možno vidět v úplně jiné oblasti, než je technika. Tím by zde mohly být tzv. modlitební mlýnky, používané v buddhismu. Za jisté se má pouze to, že větrné kolo přišlo do Evropy z východu, a to v době křížových výprav, tedy ve 12. a 13. století. Jisté zmínky u Herona Alexandrijského tehdy ještě nedošly realizace. Větrné kolo bylo používáno především k pohonu mlýnů, pouze v Holandsku později i k pohonu čerpadel. Proto pod pojmem větný mlýn bývá často míněno i vlastní větrné kolo. Větrné kolo bývalo obvykle svislé, s vodorovnou osou, ze které musel být pohyb převodem proměněn ne vertikální, aby bylo možno hnát vodorovně ležící mlýnské kolo. Z vodorovné osy vybíhala obvykle 4 ramena, (křídla, perutě). Tyto perutě měly podobu asi 6 - 9 m dlouhého žebříku, kde se do prostor mezi příčkami vkládala prkénka (dřízky, loučky), nebo se zatahovaly plachetkami. Podle síly větru se těchto prkének dávalo do perutě více nebo méně. Větrné kolo nemohlo být ovšem kvůli měnícímu se směru větru nastaveno pevně. Otáčivost se až do 15. Století zajišťovala tím, že se na vysokém sloupu mohl natáčet celý mlýn. Tato konstrukce se nazývala mlýn beraní či kozlečí. Pro větší stabilitu spočíval tento mlýn na zemi na několika oporách, které se při natáčení smýkaly. I tak byly tyto mlýny vratké, a tu a tam vítr nějaký převrátil. Později byl mlýn uložen na kolečkách, která jezdila po vvydlážděné nebo železné kruhové dráze. Od 16. Století se začínají z Holandska šířit mlýny, u kterých se otáčí pouze vrchní kupole, nesoucí větrné kolo. Ty se nazývaly "holandské" nebo "paltrokové". Jejich nejstarší náčrtek pochází od Leonarda da Vinci. Vývoj se pochopitelně nezastavil u větrného kola s dřevěnými perutěmi. Běžně je znám dnešní tvar větrného motoru na elegantní noze s třílistou vrtulí. Cesta k tomuto tvaru vedla složitě a klikatě. Vzniklo několik konstrukcí, které se různým způsobem vyrovnávaly s nutností regulace výkonu v závislosti na síle větru, a pochopitelným požadavkem otáčení celého zařízení potřebným směrem. Patrně společným rysem všech těchto konstrukcí je velký počet dílů, ze kterých je větrné kolo sestaveno, takže je možno se právem domnívat, že funkce žádné z oněch soustav nebyla uspokojivá.

76

Motory, využívající vodní páru

Cesta k parnímu stroji

Jako všechno, i parní stroj má své počátky, ležící daleko v minulosti. U parního stroje je to především Heronova báň, ukazující, že je páru možno přeměnit v pohyb. U Heronovy báně jde o efekt reakční (ve smyslu mechanickém), protože pára působí svou reakcí v ohnutých tryskách. Jiné uspořádání přivedl na svět v polovině 17. Století Giovanni Branca. Ve svém spise "La Machine" popisuje parní kolo, které je ovšem rovněž spíše předkem parní turbiny. Kolo s lopatkami na obvodu se roztáčí v proudu páry, dopadajícím z trysky na lopatky. Zde není použit píst a válec, tato soustava, která byla známa již Ktesibiovi, a která má svůj původ v řecké medicině, totiž ve stříkačce, kterým aplikoval lékař pacientům klysma. Ano, i klystýr je prapředkem parního stroje. Otto von Guericke (1602-1686) Tento muž bývá považován za německého zakladatele experimentálních věd. Vývěva a elektrizační stroj proslavily jeho jméno. Otevřel daleké oblasti fyzikálního poznání a vytvořil důležité základy strojní techniky. největší pomník si postavil svým velkým dílem o magdeburských pokusech, které vyšly r. 1672. Kniha vyšla po dlouhém čekání, zdržování a průtazích, které působila tiskárna v Amsterodamu, je psána latinsky. Otto von Guericke se narodil se v Magdeburku, jeho otec byl diplomatem polského království v Moskvě, Konstantinopoli a Kopenhagenu. Studoval v Lipsku a v Helmstedtu, Jeně a Leydenu. V užité matematice bylo tehdy obsaženo všechno, co mohla škola podat o vědách technických. Studoval měřictví, vojenskou techniku, opevňování a astronomii, vnikl do přírodovědného myšlení své doby. poté cestoval po Francii a Anglii, a pak se vrací do Magdeburku, kde se roku 1626 oženil. Město ho pověřilo inženýrskými úlohami. Německo bylo tehdy bitevním polem třicetileté války. Guericke stěží zachránil život svůj a své rodiny, vstoupil do služeb Švédů a pracoval na opevnění Erfurtu. Poté se vrací se do Magdeburku a stává se městským architektem. Jeho smělé urbanistické návrhy ovšem ztroskotaly na přání měšťanů, aby byly znovu postaveny staré úzké uličky. Po uklidnění politické situace se konečně věnuje přírodovědným pokusům. Lidé té doby se již přestali zabývat čistě teologickým myšlenkovým světem minulých staletí. Procitlo vědecké myšlení a hledalo své naplnění, i když se ještě bázlivě snažilo uvést nové poznatky v soulad se školským teologickým názorem. Pohybovat se mimo stanovená dogmata bylo dosud nebezpečné. K nebi teologů přistoupilo nebe, které vidíme. Jenom čisté myšlení může odkrýt pravdu, řekli učenci. Jednou z kardinálních otázek byla existence prázdnoty, resp. vzduchoprázdna. Jedni připouštěli, jiní popírali. Argumentovalo se pochopitelně citáty z Bible. Ani ta však do věci nevnesla jasno. Podle jednoho verše "nad prázdnotu postavil jsi zemi" se zdála být prázdnota možnou, z dogmatických, postavených na jiných biblických místech, byla nemyslitelnou. Guericke chtěl jít jinou cestou a takový prostor prostě vytvořit. Naplnil pivní sud vodou pomocí dvou hasičských stříkaček se pokoušel ji ze sudu vyčerpat. Vzduch se tlačil skrze spáry a netěsnosti. Nechal u kováře udělat kovovou, měděnou kouli. Ta se najednou po

77

vyčerpání části vzduchu,zmuchlala jako papír. Prázdný prostor se zdál skutečně odporovat božské podstatě světa. Guericke takový prostor (do jisté míry) vytvořil, a popsal i jeho vlastnosti. Dokázal i netušenou sílu tlaku vzduchu, a to pokusem s dvěma polokoulemi, které nedokázalo roztrhnout ani 16 koní. Trubicí zjistil tlak vzduchu, voda vystoupila do výše 20 magdeburských loktů, t.j. 10 metrů. Objevil souvislost mezi počasím a tlakem vzduchu, při pokusu o změření tlaku na vrcholu hory se však přístroj rozbil a pokus nebyl dokončen. Mezitím se na jednom velkém sněmu v Řezně dověděl, že Ital Torricelli, žák Galileův, již dříve vynalezl rtuťový barometr. Také B. Pascal se těmto pokusům v téže době věnoval, ale jako experimentální tekutinu používal červené víno. Nejvíce pokusů konal Guericke v létech 1657-1662. O svých pokusem s elektřinou psal Leibnitzovi, Pracoval se sírovou koulí, která se třením rukou při otáčení, elektrostatické pole indikoval peříčky a chmelovými lístky. pozoroval působení hrotů a zjistil, že je náboj možno vést vláknem. I když se mu nepodařilo rozluštit kosmické problémy a sám Leibnitz ho upozorňoval, že předpoklad „světových sil“ je přece jen příliš málo přírodovědně pojatý, jsou jeho pokusy významné. Významné je to, že dokázal pokusy nejen vymyslet, ale i uskutečnit. Guericke je patronem stavu německých inženýrů. "U přírodovědeckých pokusů nemá cenu krásné řečnění a pohotová diskuse. tam, kde můžeme nechat promlouvat skutečnosti, není třeba vyumělkovaných hypothes“. Ještě r. 1877 vypráví Helmholz, jak jeden slavný profesor, vyzvaný aby přihlédl nějakému pokusu, s velkým rozhořčením tuto výzvu odmítl, neboť pokus prý nemá nic společného se skutečnou vědou. Příkladem protivědecké oponentury zcela jiné povahy je výrok pumpaře, který se setkal s teoreticky i experimentálně ověřeným konstatováním, že vodu nelze vytáhnout z hloubky větší než 10 m. Onen pumpař na to řekl: „Já myslím, že při dobré vůli a potřebném fortelu se dá překonat i tato potíž, a vodu z větší hloubky než 10 m čerpat lze.“ Přírodověda je tedy krutá. Ukazuje člověku, že něco nejde ani při dobré vůli. Vstup parního stroje do dějin byl tehdy provázen křečemi celého sociálního života. Byl to čas zápasu se starou domáckou výrobou, a z tohoto zápasu se zrodil tovární dělník a podnikatel.. Za časů Guerickových bylo průmyslové podnikání podlamováno nedostatkem pohonné síly. V 18.stol. držely některé šachty až 500 koní, používaných k pohonu čerpadel. Guericke ukázal, jaká síla je skryta v tlaku vzduchu. Šlo jen o to, jak způsobit vakuum pod pístem. Ve Francii se zrodila myšlenka použít k tomu střelného prachu. Před parním strojem zde tedy byl atmosférický výbušný stroj, poháněný střelným prachem. O 160 let později tuto myšlenku v podobě plynového atmosférického stroje přejal Otto a Langen. Na tomto výbušném stroji pracoval také holandský fysik Huygens, kterému se podařilo přitáhnout k této práci i Denise Papina. Denis Papin se narodil 22. srpna 1647 v Blois ve Francii jako syn vyššího královského úředníka. V patnácti letech vstoupil na universitu v Angers, kde studoval medicinu a přírodní vědy. Proslavil se zručností, takže si sám zhotovoval přístroje. 1675 odešel z Paříže do Londýna, kde pracoval s Boylem na vzdušné pumpě. Byl jmenován členem Anglické královské vědecké společnosti. Za to věnoval této společnosti svůj spis, ve kterém popisuje vynález tlakového hrnce, i s pojistným ventilem jeho vlastní konstrukce. Cestovatelská vášeň ho přivedla i do Benátek, ale vrací se opět do Londýna. Zde provedl celou řadu pozoruhodných zkoumání - chtěl používat tlaku vzduchu k přenášení sil, pokoušel se vzduchoprázdnem vymršťovat dělové koule. Ve Francii byl mezitím vyhlášen Nantský edikt, znemožňující Papinovi návrat. Denis Papin byl nekatolík, helvetského vyznání. Náležel k těm tisícům francouzských občanů, kteří tak nuceně v zahraničí šířili své umění. Náboženské pronásledování hrálo v šíření vědy i řemesel významnou roli. Papin byl povolán na universitu v Marburku, kde je však zklamán. Postavil tam odstředivou pumpu, a opět se pokoušel o přenášení sil na větší vzdálenost. Konal pokusy s potapěčským zvonem a 1692 v Kasselu i s podmořským člunem. Již v Paříži se Papin seznámil s Leibnizem, který se o Papinovy

78

práce živě zajímal. Papin si mu stěžuje , že nemá peněz, aby mohl držet mechanika, a proto nevykoná ani polovinu toho, co by chtěl. „Proto se chci omezit na to, abych svým talentem, jejž mi svěřil Bůh, sloužil světu, a odkazuji jiným velkým duchům, podobným Vám, aby pronikali do věčných pravd, a tak ukazovali potomstvu snadné cesty, na nichž lze dojíti pokroku.“ Mezi Papinovými plány je i atmosférický pístový stroj. Lankrabě von Hessen ho pověřil, aby též pracoval na Huygensově výbušném stroji. Výbuch měl vyhnat z válce vzduch a navodit tak potřebný podtlak Zředění vzduchu bylo ovšem velmi mírné, protože stroj nemohl vzdorovat větším výbuchům. Tu přišel Papin na geniální vynález - exploze chtěl nahradit kondenzací vodní páry. Vpravil do válce něco vody, proměnil ji v páru, ta vyhnala z válce vzduch a sama válec vyplnila. Kondenzací se vytvořilo vakuum, které stáhlo válec do prázdného prostoru. R. 1690 uveřejnil Papin svoji práci „Nová methoda, jak vyráběti největší pohonné síly téměř bez námahy“. Tím je objevitelem atmosférického parního stroje. Problém využití tohoto vynálezu však vězel v nemožnosti vyrobit přiměřeně velké válce. Doporučoval založení továrny, která by se zabývala pouze výrobou válců, což však v Marburku nebylo možno. Roku 1705 mu Leibniz sdělil, že Angličan Savery zkonstruoval parní pumpu. Lankrabě si přál, aby se Papin znovu zabýval touto myšlenkou. Chtěl, aby sestrojil čerpadlo, které by zvedalo vodu, která by poháněla vodní kolo. Denis Papin patrně skutečně sestrojil zařízení, které by bylo možno nazvat parním čerpadlem s plovoucím pístem. Voda přitékala do válce samospádem, a po jeho naplnění byla vytlačena tlakem páry do nádrže v úrovni vyšší, než odkud přitékala. Plovoucí válec měl oddělovat vodu od páry, aby se zabránilo její kondenzaci. Stroj však pracoval velmi špatně. Je možno přrdpokládat, že to bylo způsobeno naprostou nezvyklostí součástí, které Papin po řemeslnících požadoval. Roku 1707 se vrací do Londýna, opatřen doporučujícím dopisem Leibnizovým, hodlal v Londýně předvést svůj stroj a soutěžit se Saverym. Marně, zemřel patrně 1712 v Londýně v největší bídě. V témže roce, kdy Papin zemřel, pohnuly se poprvé dřevěné a železné součásti parního stroje, který postavil Thomas Newcomen. Ten se narodil 1663 v devonském hrabství, vyučil se v železářském obchodě. V obchodních záležitostech navštěvoval sousední Cornwall, velký hornický okres, kde sám prožíval nesnáze, vzniklé zatopením těžních jam. Nebyl jediný, kdo se tím zabýval - již zmíněný Savery obdržel 1698 patent na přístroj „hnací silou ohně zvedající vodu a pohánějící hnací ústrojí všeho druhu“. Saveryho pumpa odpovídala dnešnímu pulsometru. Páry bylo střídavě používáno k vytvoření podtlaku, který sloužil k zvednutí vody, a v druhém cyklu pak k jejímu vytlačení stoupacím potrubím. . „Horníkův přítel“ však nemohl zmenšit dosavadní nouzi v hornictví. Nejenže toto zařízení pracovalo s otevřeným ohněm, což v dolech nelze, ale ani tehdejší úroveň kvality trubek a armatur nemohla vyhovovat tlakům, které by v takovém čerpadle v dole nastávaly. Thomas Newcomen šel jinou cestou než Savery, použil totiž, podobně jako Papin, píst a válec, oddělil však parní kotel od válce, tedy od pracovního prostoru. Parní válec byl zavěšen na trámoví strojovny. Kotel byl umístěn pod parním válcem. Píst válce byl zavěšen silným řetězem na jedné polokruhové části dvojramenného vahadla, na jehož druhém konci viselo rovněž na řetěze táhlo pumpy. Stroj pracoval takto: Pára z kotle naplnila prostor ve válci a vyhnala odtud vzduch. Píst se dostal do horní polohy, což se dělo i tím, že druhá strana vahadla byla těžší. Kondenzací vznikl podtlak, a tlak vzduchu zatlačil píst do válce. Tím vahadlo zvedlo táhlo pumpy. Ochlazování válce se dělo povrchově, takže stroj vykonal asi 4 zdvihy za hodinu. Prasklý válec a vniknutí vody doň ukázalo dokonalejší způsob kondenzace vstřikem studené vody do válce, a počet zdvihů se zvýšil až na 12. Tento stroj začal pracovat asi 1711 nebo 1712, kdy Savery měl svůj stroj již patentován. To ovšem znamenalo, že se Newcomen dostal do patentního sporu, a ten se vyřešil tak že musel Saveryho odškodnit.

79

Newcomenův stroj neustrnul ve své počáteční podobě. Brzy se podařilo uskutečnit i to, aby si stroj sám obstarával rozvod. V Uhrách byl první podobný stroj postaven 1722, ve Francii 1726. Newcomenův stroj byl postupně dále technicky dořešen Johnem Smeatonem, jemuž se podařilo dosahnout optimálních proporcí součástí a pečlivým provedením stroj zdokonalit. Smeaton se narodil roku 1724 jako syn váženého advokáta, avšak věnoval se technice, která byla tehdy ještě málo ceněna. V Londýně se naučil zhotovovat matematické přístroje, spolupracoval s královskou učenou společností. Vynikl spisem: „Experimentální vyšetřování sil větru a vody k pohánění mlýnů a ostatních strojů s otáčivým pohybem“. 1759 za něj obdržel zlatou medaili. Pomáhal stavět kanály a zvláště se proslavil stavbou Eddystonského majáku, který byl znám daleko za hranicemi Anglie jako mistrovské dílo tehdejšího inženýrského umění. Teprve 1767 se začal Smeaton zabývat tepelnými stroji. Způsob, jakým se chápal úlohy, představuje dokonalého inženýra: nejprve důkladné studium předložené osnovy na základě bohatých a přesných pokusů, potom zpracování a vyhodnocení výsledků, a posléze nalezení konečného řešení. R. 1775 postavil Smeaton velmi velký stroj pro jednu šachtu v Cornwallu. Válec měl víc než 1800 v průměru, vysoký byl 3200. Strojovna, vystavěná ze žuly, se zvedala do výše 18 m. Ohromné vahadlo bylo z 20 jedlových trámů, z nichž 10 jich leželo nad sebou. Výkon činil asi 70 HP. Jeden současný kritik se k tomuto stroji vyjádřil tak, že sám spotřebuje jeden důl na železnou rudu a k provozu jeden důl uhelný. Další nový impuls do tohoto úsilí přichází v Jamesi Wattovi. Narodil se 19.2.1736 jako čtvrté dítě svých rodičů. Jeho otec pracoval při stavbě lodí, a jako tesař a loďař se živil vším možným, i výrobou nábytku a přístrojů. Malý James byl již jako dítě byl plachý a nesmělý a vyhýbal se lidem. Jinak byl dítětem předčasně zralým, ovšem chatrného zdraví. Měl celý život rád pohádky, avšak ve škole ho nejvíce uchvátila matematika. Záliba ve tvarech a zručnost předurčily ho k povolání mechanika. Začal v Glasgowě, a posléze se dostal do Londýna. Tam se učil u nejslavnějšího výrobce navigačních přístrojů, mistra Morgana. Sedmiletou učební dobu s úspěchem absolvoval za dobu ani ne poloviční, a též zdravotní potíže a stesk po domově ho přivedly zpět. Poněvadž jeho vyučení nebylo podle regulí cechu v Glasgow shledáno dostatečným, nemohl si otevřít dílnu, avšak nalezl dobré místo jako mechanik na universitě v Glasgow. „Vše v jeho rukou se měnilo ve vědu“, říkalo se o něm, a byla to pravda. Přivydělával si opravami a stavbou hudebních nástrojů. Vždycky postupoval s inženýrskou systematičností. Literatura -model - dílo. Robinson, profesor a mistr v matematice upozornil 1759 J. Watta na význam vodní páry, sám se zabýval myšlenkou postavit parní vůz. teprve 1762 se Watt začal myšlenkou zaobírat. Postavil si model a poznal na něm problémy, související s párou a jejím utěsněním. Rozhodujícím obdobím byla pro Watta zima 1763-1764, kdy měl opravit model Nevcomenova stroje tak, aby byl schopný provozu. Podařilo se mu sice strojek uvést do pohybu, avšak kotel dodával stále málo páry. Watta překvapilo právě toto nesmírné množství spotřebované páry, činící mnohonásobek obsahu válce. Připisoval to „utajenému teplu“ (latent heat), jak to nazval prof. Black, termik, který o tom držel přednášku r. 1764. Poučení z toho všeho bylo jasné - ztrát je možno se uvarovat pouze tak, že válec bude mít přinejmenším teplotu vstupující páry. Pro kondenzaci je však třeba válec co nejvíce ochladit. Tentýž element, válec stroje, má být tedy při jednom zdvihu co nejteplejší a při druhém co nejchladnější. Takto si dokázal Watt problém formulovat a definovat. Dokáže-li člověk toto, cesta k řešení nebývá již dlouhá. Watt sám vypráví, že ho řešení napadlo jednoho nedělního odpoledne na procházce - oddělit pracovní prostor, válec od prostoru, ve kterém pára kondenzuje. Toho lze dosáhnout zřízením odděleného kondenzátoru. Postavil si opět model, který je dnes nejcennějším kouskem londýnského vědeckého musea. První stroj se ovšem nepodařil a Watt se dostal do velkých nesnází. Přes tyto nesnáze je pozoruhodné sledovat, jak idea parního stroje ve Wattově mysli a dílně roste. Má-li být válec stroje co nejteplejší, bude vhodno ho obalit pláštěm, ve kterém

80

bude horká pára. Pak ovšem bude možno válec uzavřít a nechat víkem procházet pouze pístní tyč. Rozhodující inovací je pak to, že na píst, pod kterým je podtlak, tlačí místo vzduchu pára. Tím se stal z atmosférického stroje parní stroj dvojčinný, ve kterém se expanze páry i její kondenzace děje střídavě na obou stranách pístu. Idea je však idea, a ta ke své realizaci potřebuje materiální, či, řekněme přímo, finanční zajištění. Potřeboval společníka, kterého našel v dr. Roebuckovi (1718-1794), který od povolání praktického lékaře dospěl až k chemickému průmyslu. Později zaujímal vynikající postavení jako podnikatel v hornictví a hutnictví. Watt v té době také sjednal svému vynálezu dokonalou patentovou ochranu. Proslulý patent mu byl udělen 5.ledna 1769 pod č. 913. Do potíží se v tuto dobu dostává i Roebuck. Watt již pracuje na vynálezu 12 let a je stále tam, kde byl. V této situaci mu umírá žena, která mu byla oporou. Tu se seznamuje s anglickým průmyslníkem Mathewem Boultonem (1728-1808), který vyráběl především drobné železné předměty. Posílal své sponky do Francie a odtud je dovážel zpět do Anglie, kde je mohl právem prodávat jako zboží, dovezené z Francie. Právě takového člověka však bylo pro tuto věc třeba. Vlastnil velký podnik, zaměstnával až 800 dělníků a staral se i o výchovu učňů. Byl laskavým a velkorysým člověkem, jeho dům se nazýval „dům přátelství“. Boulton byl schopen vyjednat prodloužení patentové ochrany, což by bylo nad síly Wattovy. Watt se „raději postaví před ústí děla, než aby sjednával obchody“. Získal tedy prodloužení patentové ochrany na dalších 25 let. Dalším člověkem, kterého bylo nutno potkat, byl Wilkinson, majitel velkých strojíren, vyrábějící mimo jiné i kanony. Pouze on dokázal po mnoha předcházejích pokusech jiných vyrobil válce s potřebnou a přiměřenou přesností. Je nutno si uvědomit, že strojírenská výroba byla orientována zcela jinam, než na stavbu strojů. Mnoho problémů bylo zcela neznámých a bylo nutno je řešit improvizovaně. Například nebylo známo těsnění, a ve snaze utěsnit píst válci bylo zkoušeno vše od hader až po koňský trus. Za zapůjčení stroje (rozhodli se stroj neprodávat) měli dostat 1/3 úspory uhlí, vypočtené vzhledem ke spotřebě Newcomenova stroje. To byla ve skutečnosti značná suma, protože Wattův stroj měl pouze čtvrtinovou spotřebu vzhledem k Newcommwnovu. Stroj začal vydělávat teprve 20 let po vynalezení. Byli to především majitelé textilních továren, kteří na Watta naléhali, aby svůj stroj doplnil výstupem s otáčivým pohybem, který by mohl hnát textilní stroje. Nejjednodušší řešení, klika a ojnice, však použita být nemohla, protože tento mechanismus byl kýmsi patentně vlastněn. Watt a Boulton využili vlastní originální konstrukce s planetovým kolem, jakmile však patentní ochrana kliky pominula, vrátili se k ní. Wattovi byl již v té době jasný ekonomický význam expanze páry, používal škrtící klapku a odstředivý regulátor. Watt také pro srovnávání výkonu strojů zavedl jednotku „koňská síla“. Velmi jim pomohl geniální strojník Murdock. S příchodem 19. století vypršela patentová ochrana a Watt nechtěl v továrně setrvat ani o den déle. Prožil pak ještě spokojené a tvořivé stáří.

Další vývoj parního stroje Dlouhá patentová ochrana Wattova a Boultnova nízkotlakého parního stroje s typickou vahadlovou konstrukcí byla pochopitelně pro Watta a Boultona štěstím a požehnáním, z hlediska vývoje konstrukce parního stroje to však představovalo mnohaleté zdržení, protože se nikdo nemohl této myšlence legálně věnovat. Prvním, kdo přišel s radikálně novou koncepcí i konstrukcí již nedlouho po vypršení patentu byl Richard Trevithick. Na rozdíl od plachého a bázlivého Watta, který se bál i zvětšit tlak páry, byl Trevithick smělým dobrodruhem. Byl to geniální technik a konstruktér, avšak člověk nestálý a přelétavý. Ve své strojírně v Camborne hotovil jednoduché parní stroje, které byly hnány parou o tehdy neobyčejném tlaku 8 - 9 atmosfér. při poměrně malé váze měly tyto stroje značný výkon.

81

Právě to upoutalo v Londýně člověka, který měl jistým způsobem starost o doly na stříbrnou rudu v Peru. Tyto doly se nalézaly vysoko v horách, kam by těžké stroje Wattovy nebylo možno dopravit. Kontrakt byl navázán a roku 1816 se sám Trevithick vydal do Peru. Byl uvítán s velikým nadšením, a měla mu snad z vděčnosti za záchranu dolů být postavena socha. Člověk však míní a politické poměry mění. Vypuknuvší válka mezi Peru a Španělskem s pozadím dalších tlaků a intervencí vedla nakonec k tomu, že se doly dočkaly zkázy a Trevithick se s bídou a obtížemi dostal zpět do Anglie. I on je pak jedním z těch mnoha, kteří posunuli techniku vpřed, avšak zemřeli v bídě. Trevothick byl po geniálním strojníku Murdockovi prvním, kdo postavil parní stroj na kola, o tom však v kapitole doprava. V Jamesi Wattovi i Richardu Trevithickovi teprve začíná celá dlouhá řada konstruktérů a zlepšovatelů, kteří pomáhali parnímu stroji k většímu výkonu, hospodárnosti a kteří ho v jakémkoliv dalším směru zdokonalovali. K této kapitole se ještě vrátíme.

Parní turbina Zmínění předkové parního stroje, Heronova báň a Brankova turbina, mohou být větším právem považováni za předky parní turbina. Je jim jasně společný přímý otáčivý pohyb hnané části, bez válce, pístů, ojnic a dalších součástí strojů pístových. Převod přímočarého vratného pohybu pístu představuje nejen ztráty, ale i nižší počet otáček, než by bylo v mnoha případech třeba. Obejít tradiční klikový mechanismus se pokoušelo mnoho vynálezců, jak Denis Papin, tak i někteří další přicházejí s jednoduchou, avšak velmi neekonomickou myšlenkou - parním strojem, přímo spojeným s čerpadlem, čerpat vodu do nádrže, ze které by vytékala a poháněla vodní kolo. Bylo pak několik pokusů o rotační parní stroj (obdobu spalovacího rotačního motoru Wankelova), a byly to pokusy pozoruhodné. Jeden, který je předmětem francouzského patentu z r. 1844 například má například píst nasazen na pístní tyči jako matku na šroubu s velkým stoupáním, takže při svém pohybu vlastně pístní tyčí otáčí. Jak tato, tak další podobné ideje však problém nebyly schopny řešit. Myšlenka parní turbiny visela ve vzduchu již od roku 1784, kdy je možno zaznamenat patentní přihlášku na toto zařízení, a do roku 1850 bylo takových již 32. V druhé polovině 19. století jich přibylo ještě 340. Ve své podstatě se parní tuzbina zásadně neliší od zařízení, poháněných proudem vody nebo větru. Podstatný rozdíl, který je však rovněž sítem, kterým většina oněch nápadů neprošla, spočívá v tom, že pára může mít mnohem větší tlak a teplotu než voda a vítr. První turbinu, která měla předpoklady stát se motorem budoucnosti, sestrojil Charles Algernoon Parsons (1854 - 1931). Pochází z rodiny anglického aristokrata, který byl, lze říci, aristokratem i na poli techniky - sestrojil tehdy největší hvězdářský dalekohled. Charles A. Parsons vystudoval slavnou kolej v Cambridge, a poté byl zaměstnán v Armstrongově strojírně při stavbě parních strojů. Pozoruhodný je jeho první pokus o originální konstrukci, při které byly čtyři válce napojeny na jednu kliku klikového hřídele, asi jako u leteckého hvězdicového motoru. První turbinu představil v roce 1884. Na společném hřídeli byla řada kol a na obvodu každého kola byly vyfrézovány malé lopatky. Oběžné kolo bylo ve skříni, která byla doplněna několika věnci s lopatkami, složícími k vedení proudící páry. Tyyto rozváděcí lopatky byly zakřiveny opačným způsobem než lopatky oběžného kola. Pára proudí

82

mezi lopatkami rotoru a statoru, a její tlak postupně klesá. Tato turbina, uváděná do pohybu přetlakem páry, se nazývá přetlaková nebo reakční. První parsonsova turbina měla rotor o průměru 74 mm a její výkon byl asi 7,5 kW. Pára vstupovala do turbiny v polovině její délky, a poté se rozdělovala a procházela vlevo i vpravo dvěma skupinami lopatek po 15 stupních. Tím měl být celkový spád rozdělen a počet otáček snížen. I tak měla tato turbinka neúnosných 17 000 otáček za minutu, a teprve po 15 letech úsilí se Parsonsovi podařilo snížit počet otáček na únosnou míru, což bylo asi 3000 otáček za minutu. První úspěšnou turbinu dodal Parsons roku 1900 do městské elektrárny v Elberfeldu. Druhým průkopníkem parní turbiny je švédský inženýr Gustav de Laval (1845-1913). Dříve než turbinou se proslavil odstředivkou na mléko. Turbina pro něj představuje pouze doplněk odstředivky, totiž zařízení k jejímu pohonu. Nejprve použil velmi jednoduché zařízení, podobné Heronově báni. Toto zařízení se podle svého tvaru nazývá rovněž S- turbina. Postupně však i de Laval skončil u kola s malými lopatkami na obvodu. Na tyto lopatky se na několika místech obvodu vypouštěla pára speciální dyšnou, nesoucí pak rovněž Lavalovo jméno. V této dyšně totiž pára expanduje a nabývá rychlost až 1200 m/sec. První turbina tak měla rovněž neúnosně mnoho otáček - až 30 000 za minutu. Ty bylo třeba snížit alespoň na desetinu, což se nejprve dělo ozubenými převody. Tím však vznikaly ztráty a k potížím se přidaly i poruchy způsobené extrémním namáháním hřídele. Problém hřídele řešil originálně hřídelem pružným, schopným při otáčení kmitat. Z těchto dvou turbin, které byly ve své konstrukční ideji dovedeny nejdále, se ovšem více ujala turbina Parsonsova. Ani ta však nebyla posledním slovem, protože přichází další konstrukce. Ty často přebírají prvky z obou. Jmenovat si zaslouží americký elektrotechnik Charles E. Curtis, který svůj patent získal roku 1896, francouzský inženýr August Rateau , jehož turbina se objevila roku 1894 a švýcarský inženýr Zoelly, který se prosadil začátkem 20. století. Všichni v podstatě hledali cestu, jak zmenšit počet otáček turbiny. Například Rateau a Cuttis zavedli místo jednoho Lavalova oběžného kola kol několik, takže celkový tlak se rozdělí do několika stupňů a otáčky klesnou, aniž turbina ztratí na výkonu. Lze říci, že každý výrobce parních turbin má svou vlastní konstrukční školu, ovšem při vší rozmanitosti jde vždy více či méně o uplatnění různých prvků turbiny Parsonsovy nebo Lavalovy. V Brně existuje dlouholetá tradice výroby parních turbin v 1. Brněnské strojírně. Tato kapitola brněnského průmyslu bude na těchto stránkách v budoucnu rozvinuta.

Idea spalovacího motoru

Na počátku cesty k spalovacímu motoru je již sama myšlenka „výbuchu“, jako děje při kterém člověk pozoroval neobyčejně rychle a mocně působící dění s obvykle velmi silným především ničivým účinkem. Aristoteles považuje blesk za jakýsi výbuch hořlavých plynů, a je patrno, že tento jev musel někde, nejspíše v souvislosti s bahenním plynem, znát. Možnost získat podobnou výbušnou látku se otevřela člověku teprve a nejprve střelným prachem, jehož využití v Evropě bylo takřka výhradně zacíleno k použití vojenskému a válečnému. Teprve ve spojení s poptávkou po čerpacím zařízení a spekulacemi a pokusy s vakuem se objevuje myšlenka, dosáhnout i zde výbuchem kýžených stavů a efektů. Zužitkovat výbušnou sílu střelného prachu k pohonu pístového stroje navrhl poprvé Holanďan Christian Huygens r. 1681. Roku 1688 se pokoušel tento návrh uskutečnit a

83

postavil stroj, v jehož válci vybuchla odměřená dávka střelného prachu, která měla ovšem pouze vyhnat vzduch z válce a dále pak měl být tlak vzduchu tím, co vtlačováním pístu do takto vyprázdněné prostory vykoná práci. Vzduch měl být vyhnán otvory ve válci, na kterých byly nasazeny jakési kožené rukávce, které se po výbuchu a vypuzení vzduchu měly sklopit a prostor uzavřít, aby tlak vzduchu musel působit pouze tlakem na píst a jeho pohybem. Je jisto, že takto popsané zařízení mohlo sotva pracovat, neuvažujeme-li již o velmi nesnadném dávkování střelného prachu a jeho dopravě do válce. Tato idea i experiment je důležitá jako společný počátek dalšího hledání, na jehož konci je jak spalovací motor, tak parní stroj. Myšlenka však nezmizela ze světa, a byla celá řada dalších experimentátorů, kteří se pokoušeli jít touto nebezpečnou třaskavou cestou dále. Patří mezi ně francouzský kněz Jean de Hautefeuille z Orleansu, který ve svém spise z r. 1678 popisuje několik způsobů „jak zvedat vodu pomocí střelného prachu“. Je nutno si uvědomit, že po třicetileté válce nastává doba, kdy se člověk domnívá, že všechny problémy lidstva lze řešit střelným prachem, výbušninami a trhavinami. Pán z Hautefeuille však přece jenom seznal, že použitím střelného prachu nelze docílit pravidelného chodu stroje, a proto 1682 sahá po humánnější látce, totiž lihu a jeho parách. Další stopa vede teprve po sto letech k Angličanu J. Barberovi, kterému byl r. 1791 přiznán patent na jistý druh „plynové turbiny“. Směs plynu, získaného z pevného nebo tekutého paliva se vzduchem, se zapálí v uzavřené prostoře s otvorem, kterým po zapálení plyny vyšlehnou na lopatky vhodně umístěného lopatkového kola. Dalším hledačem je opět anglický lakýrník Robert Street, který získal roku 1794 patent na spalovací motor, ve kterém byly výbušnou látkou terpentýnové páry, které se v určité poloze nassávajícího pístu zapálily od trvale umístěného plaménku a výbuch pak vehnal píst do krajní polohy. Jednotlivé roztroušené myšlenky mají tu vlastnost, že se stále kumulují a každý další má vždy možnost s jejich pomocí dovést věc dál. Mezi takové patří i francouzský inženýr Filip Lebon, který pracoval r. 1800 na výrobě svítiplynu, získávaného ze dřeva. Takto získaným plynem osvětloval svůj byt a zahradu, a současně s tím si dal patentovat i motor poháněný tímto plynem. Svítiplyn se vzduchem se poněkud riskantně smísil ve zvláštní nádrži, ze které se tato směs přiváděla do válce, kde se elektricky zapálila. Lebonův motor byl dvojčinný, tlak pracovní takt se odehrával střídavě na obou stranách pístu. Motor se, žel, nedařilo udržet v chodu delší dobu. Zvláštní výbušnou látku si vybrali bratří Niepcové, z nichž mladší Nicephor je znám více jako vynálezce fotografie. Roku 1806 sestrojili motor, poháněný plavuňovým práškem. Je to vlastně pyl plavuňovitých rostlin, mající schopnost rychle shořet, pročež bývá používán v zábavné pyrotechnice. Plavuňový prášek se vefoukl do válce motoru, kde se smísil se vzduchem a směs se zapálila elektricky rozžhaveným drátkem. Motor prý spotřeboval za minutu 125 zrnéček plavuňového prášku, vynálezci se motorem pokoušeli pohánět loďku, avšak neúspěšně. Dále došel Švýcar, původně napoleonův důstojník Rivay, který na své pohonné zařízení, umístěné v „automobilu“ obdržel patent r. 1807. Rivayův motor byl hnán směsí vodíku a kyslíku nebo vzduchu a svítiplynu, měl směšovač plynů, které byly v oddělených nádržích a zapalování bylo elektrické. Toto zařízení také skutečně bylo schopno jízdy. Zmínku nelze upřít ani dalším konstrukcím, které sice nedosáhly ani plného technického, tím méně komerčního úspěchu, znamenaly však některým svým prvkem malý krůček vpřed. Tak Samuel Brown r. 1823 navazuje na myšlenku atmosférického stroje, kdy plynnou směs zapaluje plaménkem a válec chladí vodou. Angličané Wright a Barnett vzduch a plyn před vpuštěním do válce stlačili, podobně postupuje i mnichovský hodinář Reitmann r. 1852. Američan Drake ostatně též 1842 postavil motor poháněný svítiplynem, kde byl stlačený svítiplyn ve válci zapalován žhavou trubkou, ve které hořel plamének svítiplynu. Na cosi nového přišli i Italové Barsanti a Matteuci, kteří 1857 zavedli u svého atmosférického stroje

84

ozubenou pístní tyč, umožňující stejnoměrnější chod stroje. Je to důležitý prvek o deset let pozdějšího motoru Otto-Langenova. Všechny dosavadní myšlenky dozrály v díle člověka, který se přes sklepnictví, emailérství a galvanoplastiku dostal k motorům. Byl to Francouz Jean Lenoir a jeho plynový motor z r. 1860 byl první komerčně úspěšný spalovací motor, který byl schopen být v jistém smyslu konkurencí parního stroje. Byl to motor dvojčinný, nasávající svítiplyn a vzduch, a přibližně v polovině sacího taktu se směs zapálila a tlakem spalin byl píst vehnán do krajní polohy, a děj se opakoval na druhé straně pístu. Vpouštění svítiplynu a vzduchu i vypouštění spalin dělo se šoupátkem. Stroj se vyznačoval velkou spotřebou plynu – výrobce udával že k 1 HP na hod potřebuje 0,5 m plynu, skutečnost však byla asi 6x horší. Přesto se však udržely i poté, kdy byly k dispozici motory úspornější – měly totiž nehlučný chod a byly spolehlivé. O tichém chodu nebylo možno naprosto mluvit u motoru německého kupce z Kolína nad Rýnem, který se jmenoval Nikolaus Otto. Ten četl r. 1861 v novinách o Lenoirově motoru, a protože se chtěl ženit s půvabnou Annou G. a neměl peníze, rozhodl se být vynálezcem a tak k pěknému jmění přijít. Nezačal nejšťastněji, ve své první odmítnuté patentní přihlášce v podstatě okopíroval Lenoirův motor. Po odmítnutí ho myšlenka neopustila a pustil se svou cestou. V dílně kolínského strojníka Zona vstoupil nejprve na zatím neschůdnou cestu čtyřtaktního motoru, ale záhy si uvědomil, že začít bude třeba od nejjednoduššího. Výsledkem byl atmosférický plynový motor, při kterém výbuch směsi plynu se vzduchem vymrštil těžký píst s ozubenou pístní tyčí do horní polohy, načež teprve následoval pracovní takt, při kterém měl atmosférický tlak hnát píst dolů. S největší pravděpodobností tak ovšem převážně činila prostá spolehlivá gravitace, tedy váha těžkého pístu a ozubené tyče. Když dosáhl píst dna válce, vpustila se pod něj znovu směs svítiplynu a vzduchu, zapálila se a cyklus se opakoval. Pohyb ozubené pístní tyče se přes pastorek se západkou přenášel na setrvačník. Technické detaily Otto prozíravě složil na bedra inženýra Eugena Langena, takže na pařížské výstavě r. 1867 byly tyto motory označeny jako Otto-Langenovy. Tyto stroje budily svým hřmotem spíše strach a nedůvěru, takže motor Lenoirův se zdál být jasným kandidátem na zlatou medaili. Když však byla na žádost německého komisaře výstavy srovnána spotřeba obou motorů, vyšel z toho Otto-Langenův motor jako mnohem hospodárnější, takže se mu dostalo zlaté a Lenoir se musel smířit se stříbrnou medailí. Oba společníci získali potom bohatého finančníka Emila Pfeiffra a v roce 1869 založili v Deutzu u Kolína nad Rýnem továrnu na své motory. Za několik let prodali 5000 těchto rámusících motorů, a protože dobře věděli, že to není ono, pracovali mezitím na vývoji skutečného plynového dvojčinného motoru, poháněného opravdu tlakem, vzniklým výbuchem plynné směsi. Výsledkem jejich snažení byl pruský patent z r. 1876. Těch pak vyrobili v následujících 12 letech 30.000 kusů. Směs plynu a vzduchu byla před zapálením stlačena, což výhodně snížilo rozměry motoru, avšak na druhé straně pověsilo Ottovi a Langenovi na krk patentní spor. Něco takového totiž již předtím použili nebo doporučovali např. Barnette, Degrand, Reithmann, Beau de Rochas, Bisshop aj. Tyto žaloby konkurenčních firem však byly zamítnuty, protože soud nabyl přesvědčení, že Otto a Langen neměli o těchto skutečnostech vědomost a nepodařilo se tedy prokázat krádež myšlenky. Eugen Langen je mimo jiné znám i tím, že je autorem myšlenky visuté dráhy ve Wuppertallu, s Guilleaumem založil na počátku elektřiny továrnu na osvětlovací zařízení a byl předsedou spolku německých inženýrů. S Wernerem Siemensem spolupracoval na tvorbě německého patentního zákona, a vždy vystupoval mužně pro německé koloniální snahy. To při řeči o něm německé prameny vždy vděčně připomenou.

Všechny tyto motory byly poháněny svítiplynem, čímž byly ovšem závislé na plynárně a potrubním rozvodu svítiplynu. Proto se vynořila i myšlenka malého generátoru plynu, kterým by byl každý motor vybaven. Spalovací motory poháněné svítiplynem nebo generátorovým plynem a přiměřeně zdokonalené hrály po dlouhou dobu významnou roli v průmyslu i

85

živnostech. Jejich provozní pohotovost byla jejich velkou výhodou před parním strojem a byly vytlačeny teprve elektromotorem. Řada jmen, souvisejících s vývojem spalovacího motoru a jeho významné aplikace v automobilu zdaleka nekončí Ottou a Langenem. Dalším velkým vynálezcem je Gottlieb Daimler. Narodil se pekařskému mistru Johannesovi Daimlerovi v Schorndorfu u Stuttgartu jako druhý syn. Chodil do obecné školy a pak dva roky do škol latinských. Otec z něj chtěl mít městského úředníka, Gottlieb se však chtěl raději stát puškařem. Tím se také během 3 let vyučil a jeho výučním kouskem byly dvě dvouhlavňové pistole s podivuhodně ciselovaným ocelovým pláštěm. Pak pracoval při stavbě obráběcích strojů ve Stuttgartu a Elsassu, a z vlastních úspor si platil vzdělání na stuttgartské technice. Tam poznal mnoho vynikajících inženýrů a jako stipendista se dostal do ciziny. V Anglii pracoval jako odborný dělník, mistr a předák. Po návratu do Německa pracoval ve Würtemberku jako dílovedoucí v dobrém závodě pro stavbu strojů. Zde se seznámil s inženýrem Maybachem. Dále převzal Daimler vedení strojírenské společnosti v Karlsruhe, a odtud byl Langenem získán pro "Továrnu na plynové motory, Deutz, akc. spol." kde působil 10 let - 1872-1882 jako technický ředitel. Daimler s sebou tehdy přivedl i inženýra Maybacha, inženýra s dílenskou praxí, a byla mu dopřána velká účast na zisku. Daimler dokázal využít továrního provozu k zlevnění výroby, a k tomu vymýšlel stále nová zlepšení. Otto pracoval po jeho boku jako obchodník. Daimler se zasloužil o zavedení hromadné výroby, do 1. října 1872 bylo vyrobeno asi 700 malých plynových motorů. Závislost na plynárně, resp na generátoru, podněcovala další hledání. Reulaux upozornil tehdy Langena na petrolej, protože poznal ve Vídni jakéhosi Marcuse, který z petroleje vyráběl plyn. R. 1875 poháněli již v Deutzu stroje benzinem (který se ovšem prodával v lékárně) . Dle jiného pramene vynalezl karburátor Daimler r. 1887. Hlavní jeho zásluhou je rychloběžný výbušný motor. V jihozápadním koutu Německa u Stuttgartu pracoval s Maybachem, v Mannheimu se stejným problémem zabýval Carl Benz. Spolupráce tak výrazných osobností, jakými byli Otto, Langen a Daimler však byla velmi nesnadná a proto Daimler odchází do Cannstattu. Tam si zřídil malou skrovnou dílnu, kde pracoval na rychloběžném motoru (a sousedé ho udali z podezření, že tam má penězokazeckou dílnu, což vyvrátila až policejní prohlídka). Podle Daimlerových plánů byl posléze s pomocí jednoho zvonolijce první rychloběžný motor sestrojen. Jejich ideou byl motor rychloběžný - pouze ten, jak věděli, by mohl být hnací jednotkou pohybujícího se zařízení. S otáčkami to bylo tak: Otto byl svého času hrdý, že jeho atmosférický stroj měl 80 otáček v minutě místo 30 nebo 40, jak bylo tehdy obvyklé. Začátkem 80. let měly nové čtyřtaktní motory 150 - 180 otáček za minutu, a když se jednou v Deutzu podařilo dosáhnout 250 obrátek, přestávalo již fungovat zapalování. Benz uvádí, že dosáhl 250-300 otáček. Daimler měl se svým rychloběžným motorem o 900 otáčkách za minutu jasný primát. Je to i zásluhou Daimlerovy "žhavící trubičky",vyčnívající z hlavy válce, kterou zvnějšku zahřívá malý plamen. Tento jednoduchý systém se kupodivu ukázal být spolehlivý. Daimler chtěl svým motorem pohánět veškerá pouliční vozidla. Napřed si postavil dřevěné kolo, a to v listopadu 1885. 1886 bylo již možno vidět Daimlera ve čtyřkolovém voze, jedoucím rychlostí 18km/hod. Nemyslel však jenom na silniční vozidla - jeho rychloběžný motor poháněl i člun. Šlo mu hlavně o to, aby se jeho motor vyráběl hromadně. Představoval si ovšem motorizaci silničních vozidel tak, jako se přidělává motor k jakékoliv lodi. Byl by to prostě motor, který by bylo možno připojit na cokoliv stávajícího. Maybach zde byl poněkud jasnozřivější a soudil, ze motor a vozidlo musí tvořit konstrukčně ucelenou jednotku. Daimler také naléhal na co největší jednoduchost a Maybachovy konstrukce se mu zdály zbytečně složité. Požadavky kladené na automobil a zejména doba sportovního závodění daly za pravdu Maybachovi. Oba měli ovšem tvrdé švábské hlavy, Daimler byl pomalejší, chtěl výhodně hospodářsky vyrábět, Maybachovi záleželo víc na pokroku. Pro rozvoj automobilismu byla

86

ovšem rozhodujícím jevištěm Francie. 1.7. 1894 se konaly první mezinárodní automobilové závody na trati Paříž - Rouen. Ze 102 vozidel jich dojelo 15 a Daimlerův vůz zvítězil neslýchanou rychlostí 20-47 km/hod. Podobně vyhrával i další závody. Zatímco se Francouzi alespoň radovali ze závodů, v Německu se na automobil hledělo jako na podivínskou hříčku. 28. 11. 1890 byla založena Daimlerova společnost pro výrobu motorů v Cannstattu. Zákazníci si vynucovali stále vyšší výkony motorů. V roce 1900, v roce úmrtí G. Daimlera přivedl jeho syn Pavel v Cannstattu na svět automobil s motorem se dvěma válci do V a výkonem 25,7 kW který se svou zevní formou již značně podobal dnešnímu. Podle dcery rakouského konzula v nice je mu dáno jméno Mercedes. Ke jménu Daimler patří v dějinách spalovacího motoru neodmyslitelně Karl Benz Ten přibližně v roce 1886 postavil v Mannheimu dvoutaktní benzinový motor, který namontoval do tříkolového vozítka. V červenci 1886 vykonal krátkodobou zkoušku, ale nevzbudil větší pozornost veřejnosti. Proto se jeho manželka, paní Berta, rozhodla pro delší propagační jízdu, a s dvěma syny jela načerno až k babičce do Pforzheimu, který byl 113 km vzdálen. To Benze povzbudilo a 1893 postavil automobil Victoria - z radosti nad vítězstvím v boji s problémem řízení. Roku 1899 vyráběla jeho továrna 600 automobilů ročně. Vznětový motor je dalším rozhodujícím krokem, který je spojen s Rudolfem Dieslem. Rudolf diesel byl Němec, narodil se však v Paříži r. 1858. Vystudoval však techniku v Mnichově a již tam ho uhranula myšlenka tepelného stroje, který by pracoval podle dokonalého Carnotova cyklu a jehož účinnost by tedy převýšila oněch 5 – 10 % účinnosti tehdejších parních strojů a spalovacích motorů. O tomto jeho zájmu svědčí drobný, ale důležitý spisek „O teorii a konstrukci hospodárného tepelného motoru“. R 1893 mu také byl udělen patent na tuto myšlenku. Realizace však byla obtížná již proto, protože mnozí odborníci popírali správnost jeho technických názorů. Dieselovi se naštěstí podařilo získat přízeň u dvou velkých německých firem – u strojíren v Augsburgu (známých pod zkratkou MAN) a u Kruppových závodů v Essenu. V Augsburgské strojírně byla pro Diesela zřízena laboratorní dílna, ve kterém po čtyřletém úsilí vyšel posléze r. 1897 první trvalého a hospodárného provozu schopný Dieselův motor. K úspěšnému uplatnění v praxi bylo ovšem třeba ještě mnoho zlepšovat. Rudolf Diesel se ovšem širokého uplatnění svého motoru nedočkal, protože zemřel 30.9. 1913 za záhadných okolností na lodi plující do Anglie. I když účinnost Dieselova motoru není 100, nýbrž pouze 35%, je jeho hospodárnost tím, co z něj udělalo dodnes velmi atraktivní motorovou jednotku. Původní motor byl čtyřtaktní, avšak zejména u stacionárních motorů se používá způsob dvoutaktní, který přináší zvýšení výkonu při téže velikosti.

Elektromotory

Magnetoelektrické stroje

Elektromotor znamená v kapitole "zdroje motorické síly" stránku zcela novou. Nejprve však musí být vyřešen způsob, jakým dostatečný elektrický proud vyrábět, dopravovat, atd. atd. O tom alespoň krátce. První dynamoelektrický stroj byl sice postaven již rok po epochálním Faradyově objevu, , ale trvalo půl století, než byl tak propracován, aby mohl dodávat elektrický proud nepřetržitě a spolehlivě. 1881 se konala v Paříži první elektrotechnická výstava, která ukázala překvapující pokroky elektrotechniky. 46 strojů o úhrnném výkonu 2000 HP vyrábělo elektrický proud pro 500 obloukových lamp, mezi nimiž zvláštní obdiv budily lampy Křižíkovy, a též pro 1300 Edisonových žárovek. To byl slibná začátek, ono A, ke kterému řekl B francouzský elektrotechnik Marcel Deprez. Ten se pokoušel o hospodárný přenos

87

elektrické energie na dálku, což se mu podařilo roku 1882, kdy zřídil první dálkové elektrické vedení z Miesbachu do Mnichova. Vzdálenost mezi těmito dvěma místy je 57 km. Faraday nazval stroje, vyrábějící elektrický proud magnetoelektrickými stroji, ale to je dnes vyhrazeno pouze strojům s trvalým magnetem, stejně jako magnetoinduktor. Ty jsou však jenom v signalizačních zařízeních, zařízeních na elektrický roznět nálože. Později bylo pro zdokonalené elektrické stroje zavedeno pojmenování „dynamoelektrický stroj“, nebo „dynamo“. Dnes se běžně říká „elektrický generátor“. Od magnetoelektrických strojů dlužno rozlišovat stroje elektromagnetické, v nichž se elektrická energie přeměňuje v mechanickou. Tyto stroje byly stavěny ve 20. a 30. letech a byly zpravidla napájeny galvanickými články, mechanická energie vznikala střídavým přitahováním a odpuzováním mezi pevnými magnety a otáčejícími se elektromagnety. Takový elektromagnetický strojek postavil r. 1834 v Petrohradě profesor Moric Jacobi, stroj byl napájen 320 galvanickými články a poháněl člun na řece Něvě. Podobné stroje postavili Page, Davenport, Stratingh a jiní, a zčásti jich také používali k pohonu vozů. První magnetoelektrický stroj podle principu Faradyova postavil r. 1832 pařížský mechanik Hyppolite Pixii. Podkovovitý magnet se otáčel kolem osy nad dvěmi cívkami, ve kterých se otáčením magnetu indukoval elektrický proud. Byl to však proud střídavý. Posléze seznáno, že je jednodušší otáčet cívkami v magnetickém poli. K uskutečnění této ideje napomohl Ampére, když k Pixieovu motoru sestrojil kolektor (komutátor), kterým byl střídavý proud měněn ve stejnosměrný. Dvojdílný kolektor byl vynalezen r. 1838 Williamem Sturgeonem, který je také považován za vynálezce elektromagnetu. Usměrněný proud však byl pulsující. To bylo závadou, a proto byla snaha tento stav zlepšit. Tím se zabývali např. Da Negro, Clarke, Ettinghausen, a jiní. Např. Stöhrer postavil r. 1840 stroj se silným lamelovým magnetem, před jehož póly se otáčely mohutné kotevní cívky. Přímo obrovské stroje stavěla továrna Alliance, založená r. 1850 v Bruselu, jakož i fy Holmes v Northfleethu. Tam vyráběné stroje se ježily množstvím magnetů a kotevních cívek, a dodával proud, který mohl sloužit pro provoz obloukového světla. Stroje Alliance byly používány na lodích, majácích, stavbách apod. Tyto stroje byly ovšem velmi drahé a nestálé, protože permanentní magnety časem slábly a stroj ztrácel svůj výkon.

Na možnost nahradit trvalé magnety elektromagnety upozornil asi první Wheatstone, a dal si tento nápad také roku 1845 patentovat. Elektromagnety byly napájeny z galvanického článku, proto stroj s „cizím buzením“. Je na první pohled zřejmé, že lepší by bylo, kdyby proud do elektromagnetů byl brán přímo z proudu, který je zařízením vyráběn. Zde byl však jistý blok – to by logicky bylo možno až tehdy, kdy již zařízení nějaký proud dodává. Cesta dál se ubírala několika směry. Brett 1848 navrhoval doplnit permanentní magnety vinutím, a vytvořit z nich tak poloviční elektromagnety, Sinsteden použil v r. 1851 jako zdroje cizího buzení malý magnetoelektrický stroj s trvalými magnety a proudem v něm vyrobeným napájel elektromagnety druhého, většího stroje. Mnohem dále dospěl dánský technik Sören Hjorth (1801-1870) a jeho myšlenky jsou popsány v anglických  patentech z let 1854 a 1855. Jeho konstrukce měla jen dva permanentní magnety a poté, kdy stoj začal dodávat elektrický proud, byly elektromagnety napojeny na něj. Poměr byl 2:6. Praktických výsledků tím však nedosáhl.

Dynamoelektrický princip

88

Kardinální zdokonalení elektrických strojů bylo založeno na objevu, který byl učiněn 1866-1877 Je to objev remanentního magnetismu, je to Kolumbovo vejce celého problému. O prvenství se ucházejí Němci i Angličané.

Werner Siemens – 1816-1875 a Charles Wheatsone 1802-1875 objevili samobuzení takřka současně, ale přece jenom byl asi první Siemens, který svůj objev demonstroval již v prosinci 1866 ve Fysikální společnosti v Berlíně , kdežto Wheatstone svůj objev oznámil veřejně až v únoru 1867 Objevením samobuzení bylo umožněno teoretické řešení – šlo však o vhodný tvar jednotlivých částí a jejich celkovou konstrukci. První kroky zde pocházejí od Siemense. Nejprve se otáčely cívky kotvy před póly magnetů, Siemens však seznal, že mezi póly je pole ještě silnější. 1854 proto umístil kotvu mezi póly magnetu, a to s takovým výřezem, aby mezera mezi pólem a kotvou byla co nejmenší. Na takto ustavenou kotvu bylo možno navinout vodič a mezera mezi kotvou a magnetem byla co nejmenší. Vzhledem k teorii elektrických strojů má ovšem kotva tvaru dvojitého T tu nevýhodu, že její vinutí projde při 1 otáčce kotvy projde její vinutí dvakrát účinným polem elektrického pole, a následkem toho je elektrická indukce skromná. To odstranili Pacinotti a Gamme. Jejich kotvou je železný prsten, na kterém je rovnoměrně navinut vodič, ve kterém je indukován elektrický proud. Právě Antonio Pacinotti 1841-1912 použili u svého stroje novou kotvu. Neměl tehdy snad ani chuť ani možnost tento svůj nový vynález využít. Myšlenku realizoval až v r. 1871 Belgičan Zénobe Theofil Gramme, původně modelář ve společnosti Alliance, která stavěla magnetoelektrické stroje s trvalými magnety pro osvětlovací účely. Tam se Gramme seznámil s elektrickými stroji a v r. 1869 sestavil i on dynamoelektrický stroj s prstencovou kotvou, na kterou obdržel i patent. Bylo samozřejmě možno tu a tam slyšet, že Gramme jednoduše využil Pacinottiho vynález. Gramme ovšem svůj spor vyhrál a kotva je však pro spravedlnost nazývána kotvou Pacinotti-Grammeovou. Gramme ovšem rozhodně kotvu propracoval a s úspěchem ji použil u dynamoelektrických strojů. Gramme také zavedl kolektor, rozdělený na velký počet úseků, ložiska s kroužkovým mazáním a jiná zlepšení. Na světové výstavě v Paříži r. 1878 vzbudily Grammeovy prstencové stroje všeobecné uznání a obdržel Voltovu i Ampérovu medaili. Stroje s prstencovou kotvou byly první stroje, které prakticky velmi dobře vyhovovaly. Kotva měla velký počet závitů stejnoměrně rozdělených v magnetickém poli, takže odpadlo kolísání proudu, které bylo velkou nevýhodou kotvy Siemensovy. V dalším vývoji byla kotva prodlužována, takže se změnila v dutý válec. Pro dobré uchycení vedení byly na tomto válci vyfrézovány drážky, do kterých vinutí zapadalo. Tím odpadl i vzduchový prostor mezi kotvou a magnety. Prstencová kotva má ovšem tu nevýhodu, že elektrický proud vzniká jen v těch částech vinutí, které jsou na vnější straně prstenu, resp. válce, zatímco ta část vinutí, která je na straně vnitřní, magnetickým polem zasažena není a je jenom spojující částí. Proto neměla tato prstencová kotva příliš dlouhého trvání a byla brzy nahrazena kotvou bubnovou. Tu zkonstruoval roku 1873 Friedrich von Hefner-Alteneck (1845-1904), čelný spolupracovník německé firmy Siemens-Halske. Bubnová kotva má vinutí výhradně na vnějším obvodu. Stejně jako kotva jsou důležité i tvary magnetů, ten dává stroji charakteristický ráz. Je typ Edisonův, Kappův a Manchester. Výkon závisí zde na rychlosti otáčení kotvy. Dynamoelektrické stroje byly spojeny s parními stroji nebo spalovacími motory, jejichž povaha neumožňovala více než 300-400 otáček za minutu. K zvýšení výkonů se stavěly stroje s velmi silnými magnety nebo byl maximálně zvětšován průměr kotvy, aby se zvýšila obvodová rychlost. Dalším řešením bylo

89

to, že se zavedly vícepólové stroje, čímž se výkon znamenitě zvýšil. Turbiny s 3000 i více otáčkami přinášejí opačný problém – generátor má pak poměrně malý průměr.

Důležitým vývojem prošla mezitím ovšem i oblast zdrojů elektrického proudu Na pařížské výstavě 1881 vystavoval Edison dynamo Jumbo, které dodávalo proud do 2000 žárovek, a bylo to v té době největší dynamo na světě. I s parním strojem, který je poháněl, vážilo 27 tun. Během 50-letého vývoje klesla váha dynam o 80%. Stalo se to tak díky kvalitnějšímu materiálu pro dynamové plechy i sběrným kartáčům. Další vývoj čelil např. „příčné magnetizaci“. Stroje na výrobu stejnosměrného proudu byly záhy nahrazeny stroji na proud střídavý, avšak stejnosměrný byl stále nepostradatelný při pohonu elektrických drah, zdvihadel, těžních zařízení a válcoven, a v průmyslu elektrochemickém – elektrolýza a galvanizace také při sváření a nabíjení akumulátorů.

Motory na střídavý proud

Dlouho panovalo přesvědčení, že stejnosměrný proud je nejlepší a v podstatě nenahraditelný. Stroje na výrobu stejnosměrného proudu se zavedly nazývat dynama, stroje na střídavý proud se nazývají alternátory. Odstraní-li se z dynama kolektor, stane se z něj alternátor. Za vynálezce vícefázového proudového systému je možno považovat Nikolu Teslu, který již jako student přemýšlel o tom, jak odstranit kolektor a kartáčky. To bylo, když roku 1877 přešel na techniku do Štýrského Hradce. Vynikal ve fyzice a elektrotechnice, a nad nejnovějším exponátem – Grammeovým dynamoelektrickým strojem – tam vyslovil myšlenku sestrojit stroj bez komutátoru a kartáčků. Profesor Pöschl to označil za nesmysl, ale Tesla o to více na této myšlence ulpěl. Roku 1881 byl zaměstnán u telefonní společnosti v Budapešti, a tam přišel na myšlenku využití točivého pole s několika nezávislými proudookruhy, tedy střídavého vícefázového proudu. 1882 získal místo u pařížské filiálky Edisonovy společnosti, tam však o jeho objev nebyl zájem. Při rekonstrukci elektrocentrály ve Štrasburku postavil v tamní dílně svůj vícefázový motor, pařížští šéfové s tím nechtějí mít nic společného. Roku 1884 přesídlil Tesla do Ameriky, kde nejprve zdokonalil obloukovku a tím se postavil ekonomicky na nohy. 1887 patentuje sedm hlavních vynálezů, které jsou základem elektrotechniky vícefázových proudů. Je tam popsán jev točivého magnetického pole, i jeho využití při stavbě indukčních motorů a dalších strojů. Po obdržení patentů uzavřel Tesla smlouvu s Westinghousem, kterému své patenty prodal. Zároveň se zavázal, že bude jeden rok řídit jejich praktické využití. Poté si 1889 zřídil v NY novou laboratoř, kde pokračoval ve výzkumech vícefázových proudů. Začátkem roku 1882 došel k geniální myšlence točivého magnetického pole, buzeného spřaženými střídavými proudy. V létě 1883 sestrojil první model indukčního motoru. Ten se skutečně točil a byl základem elektrotechniky vícefázových proudů. 1.5.1888 obdržel patenty na motor s točivým magnetický polem. George Westinghose, zakladatel světoznámé firmy v Pittsburgu již za dva měsíce po uveřejnění Teslových patentů zajistil pro svou firmu všechny práva k jejich uplatnění. Nelze nezmínit další, kteří se snažili tímto směrem – italský profesor Galileo Ferraris (1847-1897) konal pokusy s jednofázovým indukčním motorem, dále ruský, v Německu pracující inženýr Michal Dolivo-Dobrovolskij, Byli i další. Boj stejnosměrného se střídavým proudem byl vybojován v USA. Proti sobě stáli Edison a Westinghouse, První střídavé vítězství lze zaznamenat 1843, kdy Westinghouse vyhrál konkurz na rozvod elektřiny z  Niagarských vodopádů. . Na stejnosměrné straně byla i taková uznávaná kapacita, jakou byl lord Kelvin. Dva roky nato postavil Westinghouse první

90

mohutné dvoufázové alternátory o 250 otáčkách, a výkonu 3750 kW. Ještě předtím ovšem postavila firma Oerlikon první alternátor v Evropě, a to pro přenos energie na výstavu ve Frankfurtu roku 1891. Alternátory se zprvu stavěly jako stroje s vnějšími póly, kde magnety byly pevné a kotva se otáčela. Později se přešlo k tzv. induktorovému typu, při kterém otáčivá část nemá vůbec žádné vinutí, a otáčejí se pouze železné kusy určitého tvaru, měnící směr magnetického pole. Posléze se ustálilo uspořádání s vnitřními póly a otáčejícími se magnety, zdokonalenými tlumičem, který odstraňuje tzv. „houpání“, nastávající, když do sítě dodává proud několik alternátorů. Vývoj elektromotorů je nekončícím příběhem, kdy každou větu je možno rozvinout do stati. I o to se bude možno pokoušet v semestrálních pracích k přednáškám tohoto předmětu.

MODUL 6 DOPRAVA, DOPRAVNÍ STAVBY

Dějiny dopravy

Dějiny dopravy nechybí v žádných obecných dějinách techniky, v tomto přehledu jsou pouze některé konkrétně zaměřené tituly

Lustig, Alois: Od dřevěného kola k automobilu, PrahaMinářík, Stanislav, Automobily 1885 - 1940, Praha 1980Musil, Jiří F.: Po stezkách k dálnicím, Praha 1987Století motorismu - automobil v českých zemích, Brno 2001Macbeth, Graham: Velký obrazový atlas automobilu, Praha 1985Kuba, Adolf: Automobil v srdci Evropy, Praha 1986

Ringes, Vladimír: Století železnic, PrahaHons, Josef: Velká cesta - čtení o dráze olomoucko-pražské, Ostrava-Praha 1947Hons, Josef: Čtení o Severní dráze Ferdinandově, Praha 1990Holan, Emil: Tvůrce železnic - život G. Stephensona, Praha 1939Hons, Josef: Velké železnice světa, Praha 1981Malec, Miroslav: Naše lokomotivy, Praha 1984Preuss, Erich: Lexikon Erfinder und Erfindungen, berlin 1986Ellis, Hamilton: The Pictorial Encyclopedia of Railways, London 1968

Vaněček, Jan: Od plovoucího kmene k moderní rychlolodi, PrahaŠkňouřil, Evžen: Historie a vývoj obchodní lodě, Praha 1980Lhoták, Kamil: Z dějin ponorky, torpeda a potápěcích přístrojů, Praha 1956Giorgetti, Franco: Slavné plachetnice, Praha 2003Klučina, Petr: Lodě veslové a plachetní, Litomyšl 2005

91

Hubert, Miroslav: Legendární parník Bohemia, Praha - Děčín 2002

Novák, Ladislav: Od draka k velkoletadlu, PrahaNiccoli, Riccardo: Historie letectví, 2003Grant, R.G.: Létání - 100 let aviatiky, Praha 2003

Jelen, Jiří: Doprava kolem nás, Praha 1974Fabre, Maurice: Geschichte der Verkehrsmittel zu Lande, Switzerland 1963Tůma, Jan: Velký obrazový atlas dopravy, Praha 1980Hons, Josef: Dějiny dopravy na území ČSSR, Bratislava 1975

Život, pohyb, lokomoce

V počátcích lidského rodu v podstatě člověk nedopravoval nic více, než sama sebe, případně kořist na místo konzumace. Jistou roli tedy hrála znalost terénu, místa kde je možno přejít řeku, stezky zvěře atp. Přirozenými cestami byla koryta potoků. Po agrární revoluci kolem 9. tis. nastává nová situace – začíná společenská dělba práce a s ní související nutnost dopravovat produkty. Dochází ke směně mezi kmeny pasteveckými a zemědělskými a některé suroviny jsou dopravovány na značné vzdálenosti. Například arménský obsidián, černá vulkanická hmota sklovité struktury, byl přepravován 300 až 400 km na jih. Závažným dopravním přínosem je domestikace zvířat, bez které by ani vynález kola nemohl přijít, resp. nic by neznamenal. K domestikaci zvířat dochází na mnoha místech světa současně kolem 3000 – 2000 ante. Nepochybně nejvýznamnější je v tomto procesu Mezopotámie. Význam dopravy v dějinách neustále stoupá, doprava je při nerovnoměrném výskytu surovin i míst příhodných pro zemědělskou produkci limitujícím článkem ekonomického i technického rozvoje.

Pozemní doprava

Bezkolová pozemní doprava

Nosič a soumar

Zcela základní a nejjednodušší transfer břemen je založen na lidské síle. Nosiči se uplatňovali v nejširší možné škále využití - od nošení vody a stavebního materiálu, až po dopravu zboží na větší vzdálenostiDopravní využití zvířat začíná ovšem tím, že nesou břemeno na hřbetě – takové nesoucí dobytče se nazývá soumar. Kůň např. unese 100-150 kg břemeno a neleká se ani plavání. Na pouštích je to velbloud, 150-200 kg, denní výkon 30-40 km při rychlost 4-5 km/hod. V sušších územích Středozemního moře převzal roli soumara osel. Unese 60-80 kg, a stejně

92

tak i kříženci s koněm - mezek a mula. V Himalájích poskytuje tuto službu yak, v Andách alpaka nebo lama. Soumaři se obvykle sdružovali do karavan, karavana je slovo, pocházející z perštiny – „karván“, což znamená doslova obchodní pojištění. Je to skupina, vytvořená kvůli bezpečnosti - často až 200 lidí a ještě větší počet soumarů. Vojenské karavany starých Římanů a Arabů měly až 6000 mužů a 10 000 velbloudů. Někteří předpokládají, že karavanní způsob obchodu byl rozšířen i na území Evropy, a to již ve 3.-2. tisíciletí před n.l.. Obchodovalo se jantarem, obsidiánem, asfaltem, slonovou kostí, tyrkysem a s výrobky z bronzu a železa.

Saně a smyky Zcela specifickým vyřešeným (neznámo jak) dopravním problémem je stavba menhirů, která se rozšířila v 2. tis. ante v západní Evropě. Nejmohutnější menhir z Locmariaqueru v Bretani, který byl později rozštěpen bleskem, dosahoval výšky 23 m. U paty měřil 5 m a jeho hmotnost se odhaduje na 348 t. Bylo třeba 2000 mužů nebo 300 volů, aby mohl být dovezen na místo a vztyčen důmyslným překocením. Tato doprava a stavba předpokládaly absolutní pracovní disciplinu, mocnou hierarchii a kmen s početnou populací. Locmariaquerský kmen mohl shromáždit 10000 lidí, i přesto je těžké si přepravu tohoto kamene představit. Vzhledem k tomu, že nepřichází v úvahu jiná doprava než smýkání, je možno tuto záhadu zahrnout do této kapitoly.

Je tedy možno studovat dopravní prostředky a jejich závislost na povaze dopravních problémů. Jinak řečeno - vidíme-li jakýkoliv monument, jakékoliv dílo, můžeme se ptát "jak to tam dopravili", "jak tuto hmotu přemístili"? Poté je dobré se zajímat o specifickou dopravní situaci či předpoklady každého území, na kterém daná konkrétní kultura žila. Tak například Egypt neměl díky konfiguraci terénu takřka žádnou silniční síť. Hlavní spojnicí byl Nil, umožňující jak plavbu po proudu, tak (pod plachtami) proti proudu. Velbloud cesty nepotřebuje. Pro materiál na stavby pyramid vedly až 60 stop široké rampové silnice, vedoucí od břehu Nilu na staveniště. Později se z nich staly procesní cesty, byly vydlážděny kameny. Tyto rampové silnice měly spád asi 2%. O přepravě obrovských kamenných kolosů se zachovala ilustrace, pocházející z jakési „rekonstrukce“ egyptské dopravy. Jejím hlavním aktérem je cirkusový pouťový silák Giovanni Battista Belzoni, 1778-1823, který z pověření Britského musea obstarával v Egyptě atraktivní egyptské starožitnosti. Dnes by se možná řeklo že je kradl, ale tehdy se to chápalo tak, že je zachraňuje pro civilizovaný svět. Torzo gigantické sochy Ramesse II. Z Wésetu (Théb) přepravil až do Londýna. Na Belzoniho ilustraci jsou zachyceny desítky egyptských felláhů, táhnoucích čtyřmi mohutnými lany podvozek z trámů, na němž je uložena socha. Podvozek se pohybuje na dřevěných válcích, které jsou pod něj stále dokola podkládány. Tato rekonstrukce je ovlivněnna současnými představami, dobové ilustrace však dávají za pravdu názoru, že až takřka do 19. století byly lyžiny, saně a smyky takřka výlučnou pomůckou pro dopravu těžkých a velmi těžkých břemen. Kolo bylo pokládáno za něco příliš subtilního a nespolehlivého, podkládání smyků válci nelze doložit. Dokladem dopravy těžkých břemen Egypťany je reliéf, znázorňující přepravu téměř sedmimetrové alabastrové sochy prince Thutmotepa asi z 2000. na reliéfu je 172 osob, z nichž 97 pracuje a 75 tvoří dozor a vojenský doprovod. Socha je přivázána k lyžinám, taženým 88 lidmi. Dozorce sedící na kolenou sochy udává rytmus tleskáním. To je zesilováno klapačkou jeho pomocníka. Dělník na přídi podlévá lyžiny vodou, donášenou vodonoši. Egypťané vítězili nad hmotou nezdolnou trpělivostí a námahou otroků. Herodotovy zprávy o obrovských dopravních rampách jsou ovšem zpochybněny jinými výzkumy, dle kterých se dopravní rampa vytvářela přímo stavbou pyramidy.

93

Dopravní zařízení, využívající kola

Pozemní doprava ve starověku Mezopotámie je jedním z center starověkého světa. Hlavními tvůrci této geograficky pojmenované kulturní oblasti byli Sumerové, kteří stavěli obdivuhodná města, odvodňovali půdu rozvětvenou sítí kanálů, ovládali řemesla a vytvořili velkolepé umělecké i literární památky. Jejich žáky byli Akadové, Asyřané, Chetité a Aramejci. Nejstaršími dochovanými předměty z přelomu 4. a 3. tisíciletí jsou malované keramické nádoby a talíře, a právě na nádobách nalezených v Tell Chaláfu z pol. 4. tis. jsou vyobrazeny dvoukolové vozy a koně. V jiném středisku keramické výroby v Arpačiji poblíž Ninive se nalezly kameny primitivně vydlážděné uličky. Z doby mezi 3400-3100 ante pocházejí pečetní válečky s vyobrazenými válečnými vozy. Urská mozaiková standarta je obrázkovým popisem života první urské dynastie. Je zde král s podkoním na válečném voze. Kolo sumerského válečného vozu je sestaveno jako deska z jednotlivých fošen. Standarta pochází asi z doby 3500 ante, což je možno považovat za dobu vynalezení kola. Některé nálezy ovšem posouvají tento vynález do doby ještě starší. V Bulharsku by některé nálezy svědčily již pro dobu 5800 ante. Mezičlánkem mezi saněmi a vozem byly patrně kmeny, podkládané pod těžká břemena. Je patrně rozumné připustit existenci tohoto stadia, i když doklady svědčící pro žádnou hypotézu nejsou zcela dostatečné. V první pol. 2. tis. byl podstatně zdokonalen vůz v Egyptě, byla zde již použita loukoťová kola, upevněná na nápravě pomocí jednoduchých ložisek. Vedle těžkých, koňmi tažených válečných vozů se užívaly i lehčí závodní vozy pro sportovní účely. Užívání vozů s koly podnítilo sestrojení postrojů k zápřahu zvířat. Nejprimitivnější byly provazce, uvázané za rohy. Využití tažné síly zvířat bylo epochálním vynálezem, který byl v dopravě rozhodující až do 19. století. V polovině 3. tis. začali Assyřané používat jako tažných zvířat koní. Byli zapřaháni do jha, upevněného kolem koňského krku. Efektivnější byl prsní popruh, vynalezený patrně v Mongolsku. Ten byl rozšířen i v Číně, kde byl posléze objeven chomout, umožňující tažnou sílu plně využít. Od té doby platí toto srovná ročního výkonu na 1 angl. míli. Nosič 1750 t Lehký soumar 1590 t Těžký soumar 3600 t Vůz tažený skotem 8 640 t Vůz tažený koněm 15000 t

V Číně byl hlavním dopravním prostředkem dvokolový vůz s poměrně velkými koly, která snadno překonávala podélné i příčné nerovnosti. Zákon předepisoval, že musí být vyrobeno ze zdravého tvrdého dřeva, byl předepsán profil loukotí i šířka. Vůz byl tažen nejprve hovězím dobytkem, od 2. stol. koněm s prsním popruhem. Místo jha oj. Od 3. stol. byl zaveden chomout, umožňující vůči jhu až 5x větší náklad. Za pozdní dynastie Chan 25-221 vynalezeno kolečko, přesněji řečeno trakař. Bylo ho mnoho typů, od menšího „dřevěný vůl“ až po větší „klouzající kůň“. Zvláštní modifikaci kolečka představují nosítka, nesená dvěma nosiči s 1 kolem uprostřed. Tato modifikace bývá kladena do Koreje. Do Evropy přišel tento vynález až v 13. stol., první vyobrazení je na okně katerdály v Chartres z  r. 1220. Zpevňování cest nebylo známo – pouze velmi špatné a nebezpečné úseky zpevněny kameny a pískem. V roce 67 byl v Číně postaven první řetězový most na světě.

Cesty a silnice ve starověku

94

Egypt Vzhledem ke konfiguraci Egypta s Nilem jako centrální vodní cestou nebyla stavba silnic prioritou. Přesto byla za panování Ramesse II. A Ramesse III. kolem 1200 byla vybudována pozemní komunikace z Egypta po pobřeží Středozemního moře až do Fénicie, podél níž byly noclehárny a místa pro odpočinek. Šlo tedy o obchodní cestu, spojující Egypt s oblastmi, na kterých měl Egypt obchodní a mocenské zájmy. Zvláštním druhem cest byly posvátné cesty. Nebyly dlouhé, byly dlážděny kamenem a měly často rýhy pro kola vozů na kterých byly přepravována socha božstev. Dláždění jinak nepoužívali, protože pro bosého člověka i pro dobytek je to méně příznivý povrch než písek. Zemní cesty byly lemovány palmami, poskytujícími stín. Egypťané vůbec nevyvinuli mostní stavitelství – Nil byl příliš velkým soustem a menší toky nebyly.

Čína – země bohatá na suroviny, které byly obchodem dopravovány z místa na místo. Páteří dopravního systému byly vodní toky a kanály, které je propojovaly. Tak bylo možno se dostat až hluboko do vnitrozemí. Pozemní komunikace tento systém spíše doplňují. V době vlády císaře Yan 2357-2256 je zřízen úřad „Přednosta veřejných prací, zvláště kanálů a hrází“. Šlo především o bezpečnost výběrčích daní, kteří je z odlehlých končin dopravovali na císařský dvůr. Měli proto přesně stanoveny cesty, kterými se s cenným nákladem musí pohybovat. Brody a strategicky významná místa byly střeženy. Významné bylo silniční stavitelství za dynastie Šang. 1170-1125. Císařská inspekce cest se konala každých 12 let a byla snaha je uvést vždy do takového stavu, aby Jeho veličenstvo mělo cestu co nejpohodlnější. Za Wu - wanga, zakladatele dynastie Čou 1125 – 255 spadaly silnice pod „Ministerstvo lovu a války“. V tu dobu se již mluví přímo o vozových cestách. Za dynastie Chan 206-221 jsou budovány vojenské silnice přes pohoří Cing-ling-šan, silnice je proražena ve skalách a v nebezpečných místech zabezpečena ochrannými zdmi. Velký dopravní význam měla i Velká zeď, a to jak svou korunou, která byla silnicí, kde vedle sebe mohlo jet 5 jezdců, i jako obrana silnic, jdoucích souběžně s ní. Její stavba sama o sobě byla školou logistiky. Z karavanních obchodních cest je nejznámější „hedvábná stezka“. Dopravní systém Číny je m.j. popsán Marcem Polem, 1254-1324, i Aurelem Steinem 1862-1943. Tento muž je znám tím, že nešel nikdy tam a zpět touže cestou. Čínské silniční stavitelství je založeno na doktrině, že přímá cesta je nejkratší. Daní za tuto přímočarou eleganci byly velké sklony.Zvláštní byl způsob stavby silnic v Číně. Vzhledem k velké hustotě obyvatelstva, centralizované správě a tedy i dostatku mobilizovatelných pracovních sil byla silnice po vytýčení trasy stavěna v celé své délce najednou. Indie – známá kultura v Mohedžo Daro dospěla až k dlážděným cestám s kanalizací dle plánu. Existence cest mimo tuto kulturu není známa a doložena, soudí se však, že by Alexandr Makedonský nemohl Indií tak rychle postupovat, kdyby v době jeho vojenské expedice nebylo cest. O tom píše i Megasthenes, vyslanec Seleuka I. V r. 305, který se zmiňuje o „Velké královské silnici“, která prý byla téměř jedním z divů světa. Vedla od Eufratu přes Seleukii, překročila Hindukúš a mířila do údolí Gangy. Silnice v Indii podléhaly královské správě, která pečovala o údržbu a stavěla milníky. Král Ašóka 274-232 nechával stavět dokonalé silnice, kolem kterých byly vysazovány stromořadí fíků. Vysazování těchto stromů bylo náboženským obřadem. Cesty byly opatřeny studnami a nocležnami, na sloupech kolem cesty byly vytesány královské výnosy.

Mezopotámie zahrnovala, přibližně vzato, Babylonii na jihu a Assyrii na severu. Již na přelomu 12 a 11. stol. zřídil asyyrský král Tilget Pileasar zvláštní správní jednotku, do jejíž kompetence patřilo budování mostů a údržba silnic pro zajištění jízd královských poslů. Ani Asyřané neuznávali serpentiny, které považovali za ztrátu času. Ve skalách někdy vytesávali

95

stupně. Těžké předměty dopravovány jako v Egyptě na lyžinách, pod které podkládány válce. Pohyb podporován pomocnými pákami. Tak to bylo vyobrazeno na reliefu, který se žel potopil do Tigridu při ztroskotání lodi, která jej přepravovala. Jinak se používaly spíše malé vozíky, tažené párem volů. I assyrské vojsko používalo dvoukolé vozy, tažené koňmi. Na vápencovém reliéfu ze 7. stol. ante je vidět detail kola s osmi zapuštěnými loukotěmi opatřené ráfkem. Většina silnic v Mezopotámii nebyla nijak upravována, pěší vojsko je nepotřebovalo a karavanám též vyhovovaly pouze ušlapané cesty. Pouze ulice ve městech byly zpevňovány kamenem nebo pálenými cihlami. V Ninive i v Babylonu existovaly přes Eufrat a Tygris dřevěné mosty na kamenných pilířích, babylonský most měřil 113 m. Pilíře mostu, vysoké 9 m a široké 21 m byly od sebe vzdáleny cca 9m. byly z pálených cihel s asfaltovou zálivkou spár. Základy pilířů byly opatřeny izolačním nátěrem z asfaltu. Na pilířích spočívaly cedrové nebo cypřišové trámy, položené vedle sebe. Přes ně vedly příčné prahy z palmového dřeva, tvořící mostovku. Zvláštní význam měly assyrsko-babylonské posvátné „procesní“ silnice. Silnice měla určité symbolické znaky, společné se životem – i ten má svůj počátek a neznámý, kdesi v dálce se nacházející konec. I v životě se člověk zastavuje na křižovatkách a táže se, kudy dál. Levá a pravá strana silnice je vyjádřením dvojakosti života, klesání a stoupání představuje radostné a truchlivé kapitoly. To všechno bylo vnímáno v posvátných cestách, které byly často v blízkosti chrámu nebo spojovaly chrám s královským palácem. Byly lemovány sochami se symbolickým významem. Sloužily nejen kultu, ale i obchodu. Význam těchto cest pro Mezopotámce byl tak veliký, že jim věnovali veškerý technický um a dovednost. Povrch dlážděn se žlábky pro kola vozů. Tvořilo je několik vrstev cihel spojených asfaltem. Na povrchu silné desky z přírodního kamene, spojené asfaltem. Ten ovšem nesahal až k povrchu vozovky, aby se jim nelepil v horku na sandály. Cesty měly oblý povrch a zabudovaný odvod dešťové vody. Konstrukce procesních cest byla pružná, takže nebyly hlučné, i když se po nich pohybovaly těžké vozy. Procesní cesta v Babylonu, odkrytá na poč. 20. stol. něm archeologem Robertem Koldeweyem byla právem označena nejnádhernější cestou na světě, zbudovanou králem Nabukadnezarem. Vedla od Ištařiny brány k zikkuratu.

Persie - zde je znám pojem „královské silnice“. Spojovaly hlavní město Súsy s odlehlými končinami a sloužily především správě říše. Byly vždy nejkratší trasou. Nejdelší z nich vedla do Sús z Efesu a Sard na pobřeží Středozemního moře. Měřila 2500 km a překračovala pohoří vysoká 2000 m. Ze Sus se dále rozbíhala do několika směrů. Státní význam těchto cest dokládá i to, že často míjí některá města. Byly též přímočaré. Podklad tvořilo přirozené, mnohdy skalní podloží. Kýros II. zřídil pravidelnou kurýrní poštu, hangáry asi 20 – 25 km od sebe, ze Sard do Sus jich bylo 111. cesta ze Sard do Suz trvala při štafetovém postupu 70 hodin, což vychází 35 km/hod.

Pozemní doprava v antice

Řecko

Na Krétě objeveny cesty již z doby bronzové, tzv. Královská cesta, vedoucí z královského paláce k Malému paláci v Knossu je považována za nejstarší silnici v Evropě. Zachovala se natolik, že umožňuje poznat způsob její stavby. Střední dlážděný pruh o šíři 1,40 m byl určen pro chodce, postranní pásy s udusaným povrchem z nepravidelných úlomků vápence , keramiky a hlíny na podkladní vrstvě z kamene promíseného s vápnem byly určeny

96

pro zvířata a vozy. Krétské silnice měly dobré odvodnění, proti sesuvům je zabezpečovaly opěrné zdi. Vyrovnaly se budoucím římským silnicím, ale postupně krétská technika upadla v zapomenutí. Byly to však cesty ne pro vozy, ale spíše pro soumary. V Řecku se používala i nosítka, obvykle se 4-6 nosiči. Používané vozy byly příbuzné vozům maloasijským. O řeckých cestách lze nalézt první zmínku u Homéra, kde se mluví o „kamenité stezce, která se od zátoky vine lesnatým krajem mezi horami“. Řecko svou námořní orientací ani přírodní povahou nevyžadovalo ani neumožňovalo budování významnější sítě pozemních komunikací. Jedinou výjimkou byly tzv. sakrální cesty, vedoucí k svatyním a věštírnám. Delfy, Eleusis a Olympia byly nejen cílem poutníků, ale i těchto cest. Po nich přijížděly vozy s kultovními předměty a procesí věřících z celého Řecka. Nejznámější z těchto posvátných cest vedla z Athén do Eleusis, jiná z Élis do Olympie. Posvátné cesty měly ve skalním podloží vytesány žlábky se zešikmenými stranami, které zamezovaly těžkým vozům vyjetí z cesty. Tento vodící žlábek byl hluboký 7-10 cm a měl šířku 22 cm. Zajímavé je, že rozchod kol byl 138-144 cm, což je i normalizovaný rozchod kol babylonských procesních cest. Řecký výraz pro cestu je krom ODOS i TRIBOS, což znamená „vyšlapaný“ V bahnitých územích budovali Řekové náspy z kamenů, navrchu překrytých zeminou. Cesty s opěrnými zdmi se nazývaly „kyklopské cesty“. S výškovým vedením cest si nedělali velké starosti Vodorovné úseky prudce přecházely v klesání nebo stoupání. Často vedli cesty údolími řek Prudká stoupání i klesání celkem nevadila nosičům a kárám s velkými koly. Řecké cesty byly úzké, 3,5-4 m. Na cestách s kolejemi byly vytesány výhybny, pokud nebyly na cestě dva páry kolejí, jako např. ze Sparty do Helos. Na úzkých cestách docházelo proto velmi často ke sporům o přednost, a dramatické příběhy vražd na cestách spočívají nejspíše v tomto. Řecké vozy byly lehké a jednoduché dvoukolové konstrukce pro dva stojící, kožená podlaha je zároveň pružením. Vůz táhli dva koně, zapřažení do jha. Na takovém voze bylo možno za den urazit více než 80 km. Podle počtu koní ve spřežení se rozeznávala biga, triga, quadriga. Většinou se však chodilo pěšky, na koni, mezku či oslu. Krom posvátných cest netvořily cesty v Řecku plánovitě projektovanou síť, byly to pouze místní spojnice míst. Důležitější silnice byly pouze podél západního pobřeží. Ze složitějších dopravních staveb je možno jmenovat 1000 m dlouhý silniční tunel, který roku 530 ante vybudoval řecký stavitel Eupalinos na ostrově Samos v Egejském moři. Tunel je vytesán ve skále. Byly i cesty, kterém měly do jisté míry charakter dálkového spojení – tak z Atén vycházela cesta do střední Evropy. Z kaménků, sesbíraných po cestě vznikly první silniční značky. Patřilo totiž k povinnosti poutníka přihodit kamének na hromadu u cesty. Tyto hromady byly postupně nahrazeny čtyřbokými „hermovkami“ s hlavou boha Herma a schematickým náznakem paží. Byla na nich vyznačena vzdálenost od hermovky v Athénách. Cesty byly lemovány modlitebními zastaveními, svatyněmi a hroby. Řekové nevynikli ve stavbě mostů, neznali pravou klenbu, a stavěli jen jednoduché trámové mosty, případně z falešné přečnělkové klenby na způsob „lví brány“ v Mykénách. Zvláštní je krakorcový most přes řeku Pamisos na Messénském poloostrově v jihozápadní části Peloponésu. Most byl tříramenný a vytvářel mostní křižovatku.

Pozemní doprava v římské říši Římané představují mezi nesčetnými národy starověku lid se zvláštním obdarováním. Byli to praktičtí a věcní lidé, jejichž zvláštní talent se projevil ve schopnosti získávat nová území, organizovat v nich správní i soudní poměry a tak vtisknout několika stoletím života Středomoří svůj nesmazatelný punc. Jsou také jedním z nemnoha národů, jejichž přínos obohacuje evropskou kulturu dodnes. Římské schopnosti s dopravou velmi těsně souvisí.

97

nepovažovali žádnou získanou provincii za skutečně "dobytou", dokud k ní a v ní nebyla silnice. Silniční síť římské říše dosáhla vrcholu nejen ve světě starověku, nýbrž v mnohých směrech nebyla překonána do dnešní doby. jejich úsloví "Via vis – via vita" vyjadřuje římské přesvědčení, že cesta je jak síla, tak život. Vrcholná doba silniční techniky spadá do doby největší slávy impéria. Římské silnice byly syntézou zkušeností dřívějších civilizací. Římská genialita však dokázala tento vklad rozvinout. Šlo nejen o silnice, ale i o další dopravní stavby, jako jsou především mosty a tunely. Římané měli velmi dobrou schopnost pro vnímání specifických místních podmínek pro stavbu silnic. Když např. dobyli Nizozemí, setkali se se silnicemi z klád přes mokřiny a bažiny. Když tento způsob stavby prozkoumali, objevil se záhy v ženijních příručkách římských legií. Skutečnými učiteli Římanů byli patrně Etruskové, kteří stavěli dlážděné dosti široké silnice s odvodňovacími příkopy a na podloží silnice pokládali kamenné desky o rozměrech 1 x 0,8 a tloušťce 0,3 m. Silnicím přikládali tedy Římané význam od nejstarších dob. Budování silnic probíhalo ve třech časových obdobích, 1. podrobení střední Italie (343-290), 2. v republikánské době (290 – 31) 3. v době císařství až do pádu (31-476). Římané budovali silnice velkoryse, a to na základě přesvědčení o věčnosti své říše. Proto jejich silnice nebyla pouhá narychlo a na čas postavená provizoria. První silnice vedly do úrodné Kampánie, úrodného kraje kolem Neapole, tak vznikla roku 312 ante Via Appia. Další silnice nesou po svých stavitelích názvy Via Aemilia, Via Aurelia, Via Clodia, Via Flaminia, , Via Valeria. Silnice z Hadrianova valu na severní hranici provincie Brittania do Jeruzaléma měřila 6 040 km. Na celém území obrovského státu nebylo nedostupných míst. Římané přišli na to, že „silnice má stejnou hodnotu jako obě města, jež spojuje“. Z Říma vycházelo 29 silnic, z toho 16 hlavních dálkových tepen. První římské silnice se nazývaly podle míst, do kterých vedly. Via Labicana, Via Tusculana, Via Gabina. Později podle osob, které se zasloužily o jejich vybudování. Celá délka zpevněných silnic, vybudovaných ve vrcholném období impéria dosáhla 90 000 km, z čehož asi 14000 se nalézalo na území Itálie. I s vedlejšími mohla celková délka činit kolem 300 000 km. Se Západní Evropou spojovala Řím Via Domitia – přes Alpy a jižní Francii vedla do Hispánie. Silnice na blízkém Východě byly stavěna tak solidně, že takové kvality nebylo dosaženo předtím ani potom. Toto dílo je srovnatelné snad se stavbou transkontinentálních železničních tratí v 19. stol. Římská silnice se skládala z podloží, podkladu a krytu. Stavbu silnic ovlivnilo i objevení přírodního hydraulického cementu, porézního kamene vulkanického původu, známého pod názvem puzzolan. Tento materiál umožňoval připravovat maltu, tvrdnoucí i pod vodou. Pod vodou ovšem bez vápna, jinak s vápnem. Římská silnice je vlastně zdí naplocho, a to zdí 1 m silnou. Konstrukce vozovky, obvykle ze 4 vrstev, to dosvědčuje:

Spodní část vozovky – (statumen - podklad) se skládala z 1-2 vrstev větších plochých kamenů, jejichž spáry byly zality cementovou maltou nebo se vyplňovaly upěchovanou zeminou. Tato vrstva měla tloušťku 30-50 cm.

Následující vrstva (rudus, ruderatio – základ) se skládala z roztlučených velkých oblázků, nebo velmi tvrdého štěrku. Byla pečlivě udusána okovanými dřevěnými pěchy. Při zhutňování se také používalo kemenných válců. Spáry mezi kameny byly zality maltou vyrobenou z roztlučených cihel a vápna v poměru 3:1. tato vrstva měla obvykle po zhutnění 3 tloušťky podkladu.

98

Třetí vrstva (nucleus – jádro) byla z vodunepropustného betonu, vyrobeného z cementu, písku a kamenné drti v poměru 3 dílů kameniva a 2 dílů pojiva. Tato vrstva měla 30 cm.

Vrchní vrstva (summa crusta, summum dorsum) tvořila směs kamenné drti a písku s jednotlivými zrny do velikosti 6 cm. Její hrubost nepřevyšovala 20 cm. Silnice s krytem tohoto typu se označovaly jako via glarea strata.

Silnice pro těžší dopravu byly převážně dlážděné, typ via silicea strata měl vrchní cestu z kamenných desek o minimální tloušťce 5 cm, se spárami zalitými maltou. Charakteristická je technika dláždění mnohoúhoelníkovými bloky, ta zobecněla v 1. stol. n.l.

Celková tloušťka všech vrstev se pohybovala od 80 – 140 cm. Povrch vozovky byl klopený, aby mohla odtékat dešťová voda. Průměrná životnost vozovek byla 70 až 100 let. Při stavbě římských silnic bylo využíváno místních materiálů. Stavba silnic byla přizpůsobována místním podmínkám - betonové koryto proti agresivním vodám, v Alpách koleje pro zvýšení bezpečnosti, na náspech zábradlí. V horách se silnice stavěly na sluneční straně horských údolí, podél silnic byly vysazovány olivy.

Římané stavěli přímo, což mnohdy znamenalo velké zemní práce. Není nezvyklý pohled na přímou cestu, mířící přímo na kopec. Obcházet ho by bylo proti římské profesionální cti stavitele silnic.Místa, která by přinesla přílišné stoupání, překonávají průkopem. I tak však znamenal tento způsob trasování značná klesání a stoupání. Římané se snažili vyhnout ztraceným spádům, neklesali tedy až do údolí. Podélný sklon dálkových silnic nepřesahoval 5 – 7 %, alpské silnice měly i 14-15%. Tam se někdy výjimečně a neradi dopustili i serpentin. Šířka římských silnic v přímé trati byla 2,37 m , v oblouku 4,74. V císařské době však byly silnice široké 23,68 m s vozovkou šířky 11,84 m s dvěma postranními chodníky, z nichž každý byl 5,92 široký, oddělený od vozovky nízkými kamennými zídkami nebo travnatými pruhy. Byly pro pěší nebo jezdce na koních, pro které byly místy nízké zídky, umožňující nasednutí na koně. V době vojenských přesunů sloužil střed k pohybu vojska, chodníky byly pro ostatní dopravu jako jednosměrné. Po římských silnicích se cestovalo pěšky, koňmo, na mulech nebo v cestovních vozech. Jízda vozem se vžila až v pozdější době, Římané vnímali jízdu vozem za nemužnou ponižující. Ke stavbě vozů Římané příliš nepřispěli. Byly stavěny tyto druhy vozů:

Carrus - malý dvoukolý vůz pro nevelké nákladyRheda – čtyřkolový cestovní vůzSarracum čtyřkolový vůz osobní nebo nákladníCarruca – čtyřkolový vůz cestovní jako rheda, ale luxusnějšíDormitorium – větší osobní vůz, sloužící i jako spacíCisium – lehký dvoukolý cestovní, obvykle pro vozku a 1 cestujícího.

Maximální hmotnost nákladu upravil zákoník císaře Theodosia 438:

Dvoukolý s 3 muly 196 kgRheda 4-6 osob, 6-8 mulů 327 kgTěžký vůz 490 kg

Rychlost jízdy na těchto silnicích je zdokumentována - rekordem je překonání vzdálenosti z Říma do Umbrie (83 km) za noc. Kurýři se pohybovali průměrnou rychlostí 7,4 km/hod.

99

Zvláštní císařští poslové urazili za den až 237 km. Caesar urazil 148 km za den. na silnicích platily určité policejní předpisy, tak například platil zákaz jízdy těžkých vozů v noci. Dodnes se však neví, po které straně Římané jezdili. Dozor a udržovací péče byly svěřeny zvláštnímu úřadu silničnímu, curia viarum. Používali i mapy, jejichž sestavení je pozoruhodné. Situace od severu k jihu je zkrácena, zato však směr západ – východ je prodloužen. Řím je uprostřed (a všechny cesty do něj vedou) a silnice jsou naznačeny v jakémsi podélném sklopení, takže je vidět i klesání a stoupání. Vzdálenost měst, měřená od zlatého milníku milliarium aureum je v mílích. Je zachována kopie mapy „tabulla Peutingeriana“ dle augsburského patricie ze 16. stol.

Soustava středověkých cest a stezek Barbarská Evropa žila dlouho v temném období, ve kterém prakticky neexistovaly udržované cesty. První obchodní kontakty střední Evropy s ostatním světem lze klást až na přelom 2. a 1. tis. ante. Byla to především zvýšená potřeba soli, vyvolávající putování k solným ložiskům v alpském Hallstadtu, od pobřeží Severního moře byl dovážen jantar. V hrobech v Porýní jsou šperky ze zlata, pocházejícího z Čech. Dopravu obstarávaly karavany nosičů a především soumaři. Jezdilo se i na koních, kteří byli v párech zapřaháni do vozů. Vozy byly čtyřkolové o rozchodu přibližně 110 cm a rozvoru 180 – 200 cm. Kola o šesti paprscích měla průměr asi 80 cm. Ráf tvořily úzké železné obruče o šíři 2-3 cm, přibité hřebíky. Z vozu vybíhala oj, na jejímž konci bylo jho k zapřažení dobytčete. Části takového vozu se nalezly i ve známé jeskyni Býčí skála u Adamova. Systém cest vedl jednak k solným ložiskům, od Baltského moře, a do Porýní. Byly to patrně pouze úzké stezky, vysekané v poříčních porostech, kde v některých bažinatých úsecích byly kladeny hatě. Vývoj na území střední Evropy byl narušen v pol. 1. tis příchodem keltského kmene Bójů, který sem pronikl z východní Francie přes Rýn. 2. pol. 1. tis. ante se nazývá laténskou, podle keltské stanice La Téne ve Švýcarsku. Hospodářská úroveň se znamenitě zvýšila, a na našem území vznikají první města – oppida. Keltové byli zdatní válečníci, řemeslníci a obchodníci. Oppida ležela jednak u výskytišť surovin a dále na křižovatkách cest. Tak oppidum Staré Hradisko u Prostějova leželo jak v blízkosti ložisek železných rud, tak na cestě, vedoucí k Baltickému moři. Jejich hlavním dopravním prostředkem byl dvoukolý vůz, tažený koněm. Kola mají 6 – 10 loukotí a jsou opatřena zákolníkem. K osobní dopravě užívali koně. Síť keltských komunikací spojovala jednotlivá správní střediska, cesta spojovala také brány oppid. Podkova nalezená v Hrzanech by svědčila o tom, že Keltové koně kovali. Germánský a římský tlak Kelty postupně vytěsnil, část keltského obyvatelstva se přesunula do Podunají. Opevněná římská hranice sledovala pravý břeh Dunaje a jednotlivá castra byla spojena komunikací. Tato tzv Liminová cesta (Limes Romanus) měla význam především vojenský. Pro dopravu zboží měly větší význam lodi, plující po Dunaji. V římské době byla naše země protkána sítí obchodních cest, které se převážně držely toků velkých řek. Nejznámější z nich byla jantarová cesta, neboť jantar byl velice váženým zbožím, dle Tacita měla jantarová soška větší cenu než člověk. Spojovala severní Evropu s Jižní a byla nejvíce používána mezi 7. a 5. stol. Nebyla to ovšem jedna cesta, nýbrž systém komunikací. Základní severojižní směr byl protkán východo-západními spojkami. Jejím jižním koncem byl přístav Aquileiana severním pobřeží jaderského moře. U nás přibližně od Stupavy podél toku Moravy na sever k Moravské bráně a dále k Visle a baltskému moři. Svůj systém komunikací si v době stěhování národů na počátku letopočtu a ukončené přibližně v 6. stol. Významným útvarem v tzv. střední době hradištní 800-950, kdy vznik státní útvar velká Morava. Její centra byla od sebe poměrně vzdálena, což kladlo nároky na existenci přiměřené komunikace, a to za každého počasí. V nalezišti na Štěpnici pozůstatky asi 5 m širokého mostu, ústícího do vstupní brány

100

hradebního opevnění. Tento most stál asi od 7.-10. stol. Velká Morava podlehla Maďarům 4. července 907 v bitvě u Bratislavy. Síť cest všeobecně závisela na místech možného průchodu lesními a horskými pásy (Furth, brod..)

V Čechách je v 10. století celkem ustálený systém asi 20. zemských stezek. v listinách se uvádějí jako "Magna via" nebo "Magna strata". byly to ovšem skutečně pouze stezky, k jistému zlepšení dochází až ve 13. a 14. století v souvislosti s rozkvětem měst. ta měla zájem na stavu cest, protože sama závisela na obchodu, bez cest nemyslitelnému. Síť zemských stezek dosáhla svého vrcholu koncem 14. stol., kdy se také pojem "zemská stezka" přestává používat. Zemské stezky byly vedeny nikoliv přímočaře, nýbrž "cestou nejmenšího odporu".Údržbu stezek prováděly kmeny, jejichž územím stezky procházely, a za to si mohly vybírat mýtné. V bezlesých krajích to byly jen vyjeté pruhy země, bez odvodnění a bez podkladu. Cesta byla někdy v tak špatném stavu, že bylo lépe jet vedle, čímž vznikal rozježděný pás země široký několik desítek metrů. V podstatě to byly neudržované polní cesty. Mosty byly vzácné , primitivní a nebezpečné. bezpečnost dopravy navíc komplikovali loupežníci, proti kterým byl. mj. určen výnos z r. 1361, nařizující vymýtit obě strany zemských stezek na vzdálenost "co by dohodil kamenem obepjatým prsty". Výchovný účinek se očekával i od toho opatření, že dopadení lapkové bývali rozvěšeni podél cesty. Když povodeň zničila v Praze, pravděpodobně r. 1157, původní dřevěný most, potřeba trvalého přemostění Vltavy si vynutila stavbu nového. V roce 1158 byl český král Ladislav II. korunován v Řezně, kde si povšiml nedávno postaveného kamenného mostu, který se pak stal vzorem pro stavbu kamenného mostu v Praze. Stavba byla skončena kolem 1170. Most dostal název Juditin most, povodeň ho však zničila 3.2.1342. Teprve 1357 položil Karel IV. základ ke stavbě mostu nového. Systém komunikací v 15.-17. stol. lze rozdělit do tří kategorií: dálkové obchodní komunikace, komunikace sloužící hospodářskému podnikání, komunikace spojující jednotlivá sídliště. Krom špatného stavu silnic a nevalné bezpečnosti byla velkou překážkou dopravy četná cla a mýta. Koncem 15. a zejména v 16. stol. se na území našeho státu objevily k dopravě osob lehké a poměrně rychlé cestovní vozy, nazývané kotčí či kočí. Jméno mají asi po uherské osadě Kocz, ležící jižně od Komárna, kde tyto vozy ve velkém vyráběli. Jinak ovšem na silnicích kralovaly těžké formanské vozy, kryté plachtou a tažené dvěma i více páry koní. Od 16. stol. se formani sdružují do cechů. Cechy stanovily pravidla – například v Praze nesměl mít v létech 1598-1627 žádný forman více než dva vozy. 1527 zřídil kníže Antonín von Taxis první pravidelné poštovní spojení mezi Vídní a Prahou přes Slavonice. Poštovní stanice byly od sebe vzdáleny asi dvě poštovní míle, tedy asi 2 hodiny cesty. Další trať vedla z Prahy do Řezna a opět další do Lince. Mezi Vídní a Bratislavou již 1530.Doprava před železnicí a automobilem

Celková povaha středověku z mnoha důvodů k rozvoji dopravy nepřispívala. Byl to do značné míry pouze obchod, který byl na dopravě závislý, a který měla zájem na jejím rozvoji. Obchod však představoval spíše okrajovou složku středověkého života.

Dálkový obchod prostředkující většinou výměnu luxusního zboží byl provozován cizími kupci, většinou mimoevropského původu. Obchod probíhal po zavedených obchodních trasách spojujících Středomoří se severními částmi Evropy a její západní části s prostorem východní Evropy. Tato trasa vedla přes Prahu dále na Krakov a do Kyjevské Rusi. Dodávku soli do Čech byla provozována po tzv. Zlaté stezce, užívané soumary, vedoucí přes Šumavské průsmyky. Obchod byl kontrolován sítí hradisek situovaných při starých zemských stezkách.Po založení měst dochází od 13. století k budování zemských cest jejichž ostrahu zajišťují královské hrady . Na města je přeneseno financování stavby a údržby cest, stavba mostů, úprava brodů, kladení hatí a kácení lesa v určitém koridoru podél cest. Potřebné finance byly získávány vybíráním mýta, pohyb kupců byl řízen předpisy určujícími povinnost

101

nabídky zboží na určitých městských trzích. Původní užití soumarů bylo postupně vystřídáno užitím čtyřkolých vozů, opatřených zprvu nepohyblivými nápravami – teprve od 14. století je užíván rejd přední nápravy. Selské vozy byly malé s možností nákladu maximálně 200kg na jednoho tahouna. Formanské vozy, užívané k transportu byly těžší s větší nosností 400 – 600 kg nákladu. Měly vyšší bedněnou korbu, byly kryté plachtou na obloucích nad korbou, někdy byla plachta i pod nákladem pro ochranu nákladu při brodění. U lehkých vozů bylo užíváno pletené košatiny. Vzhledem ke špatnému stavu cest bylo užíváno kol o velkém průměru, jejichž paprsky byly nepravidelně rozmístěny s větší hustotou u spojů loukotí a vykloněny směrem ven. Silné dřevěné osy kol byly proti otěru chráněny železnými zděřemi. Původně byli koně zapřahováni za sebou,později v párech – u kupeckých vozů často několika. Jho bylo nahrazeno chomoutem, což několikanásobně zvýšilo sílu tahu.

Vůz prodělal od počátku středověku pozvolný, avšak přesto patrný vývoj. Ten souvisel nejen se způsobem zápřahu, ale i s kvalitou cest, a ta byla velmi často závislá na politických a ekonomických poměrech v dané oblasti. Lze dokonce říci, že takřka po celý středověk bylo v zájmu krajů a měst, aby nebylo možno cestovat a dopravovat zboží rychle. Při hranicích znepřátelených feudálních držav byly nejednou dokonce cesty ničeny. Z bohatství římských cest, druhů vozů a promyšlené poštovní služby nepřevzal středověk v původně barbarských končinách na sever od římské hranice takřka nic, protože se tato soustava rozpadla i na bývalém území římské říše. Pouze Gotové navázali koncem 5. století na zbytky římských poštovních zařízení, i když zdaleka nemohli dodržet její původní síť, která se dotýkala i našeho území. Vozová doprava osob se ujímala velmi pomalu i proto, protože (podobně jako ve starém Římě) jízda vozem nebyla považována za věc důstojnou. Středověký rytíř byl doma pouze na koni, a byli to pouze nemocní a dámy, kterým bylo přiměřeno použít vozu. Ten ovšem zprvu neměl ani náznak odpružení, korba spočívala přímo na nápravách a do 15. století neměly vozy rejdovnou přední nápravu. Změna směru se mohla dít pouze velkým obloukem. Je snadné si představit, jak těžká byla jízda takovým vozem po nekvalitní cestě. Teprve v 15. století je možno pozorovat zdokonalení - korby cestovních vozů dostávají kožený nebo plátěný kryt, a také otvory v bocích vozu a vstup je opatřen závěsem. Zámožnější majitelé si nechávají své vozy zdobit, a to někde dokonce i vozy nákladní. Významnou inovací je nová konstrukce kola. Je to kolo, jehož špice jsou postaveny vzhledem k ose kola nikoliv kolmo, nýbrž šikmo, takže neleží v rovinné, nýbrž ve velmi ploché kuželové ploše.Toto uspořádání má několik výhod - takto upravená kola tlačí kolo směrem k nápravě, takže není namáhán zákolník, držící kolo na čepu. Kolo snese větší zatížení a bláto od kola odletující letí do stran a nikoliv na vůz. Tento tvar kola umožňuje také to, že se korba vozu může od náprav směrem nahoru rozšiřovat. Až do konce 16. století byla všechny kola stejně veliká, teprve s rejdovnou přední nápravou se začíná velikost předních kol zmenšovat. Opatřování kol železnými obručemi bylo v některých evropských zemích známo již od počátku středověku, někdy byla obruč nahrazována hřeby, jimiž byl obvod kola pobit. Šířka kola se u jednotlivých kol lišila, minimální šířka byla někde předepsána, protože úzké kolo mnohem více poškozuje cestu. Zejména v místech prudkého klesání byla cesta zabržděnými a smýkajícími se koly velmi poškozována. Odpomoci tomu měly zvláštní lyžiny, které byl forman povinen na vrcholu svahu na kolo nasadit. Protože nasazení tohoto zařízení představovalo patrně jistou nepříjemnou námahu, mnoho formanů tuto povinnost neplnilo a byli za to případně pokutováni, jak o tom píše rychtář Vavák ve své kronice. Pozoruhodné jsou zprávy o tom, že navzdory mazání kolomazí, vyráběné z borovicové pryskyřice, se osy kol velmi zahřívaly. vypráví se, že když pruský král jel na delší cestu, stáli podél ohlášené trasy poddaní a polévali kola vodou z připravených konvic. Nesjízdné cesty mohly být někdy i zdrojem příjmů. Majitelé území, kterými vedly cesty, měli za údržbu těchto cest některé

102

práva. Někde to bylo právo na zabavení vozu, jehož náprava se dotkla cesty, a to i s nákladem, A to se snadno stávalo právě při zlomení kola na špatné cestě. Zvláštní kapitolou byla bezpečnost cest. O tom svědčí příhoda krále Zikmunda, který se roku 1434 dostavil na sněm v Řezně s pětidenním zpožděním, protože byl cestou ve své vlastní říši přepaden a oloupen loupeživým rytířem Abensperkem. Zvláštním druhem středověkých povozů byl velký vůz, který byl zejména v Italii používán jako odznak národa ve zbrani. Italsky byly tyto vozy nazývány "caroccio", a nešlo o bojový vůz, nýbrž právě spíše o symbol. Na voze byla vlajka, případně zvon, svolávající bojovníky, a v bitvě na něm stáli trubači a kněží, podněcující vojsko ke statečnosti. Byl to odznak armády v poli. Psychologický význam takového symbolu spočíval v tom, že s tímto obvykle voly taženým vozem nebylo možno nijak rychle ustupovat. Vojsko bylo tedy tímto vozem udržováno na bojišti a pohromadě. Husitský bojový vůz představuje jiné použití vozu, které bylo používáno i v jiných zemích, takže polská vojska použila vozy podobným způsobem ještě roku 1620.

Osobní vozy představují vývojovou linii, končící až u "motorizovaných" kočárů, a v názvech různých typů pokračují i v době automobilismu. Nebyl-li ve středověku vůz jako dopravní prostředek dostatečně důstojný pro rytíře, pak přesto existovala společenská událost, která přiváděla na svět vozy bohatě zdobené. Byly to vozy svatební. Byly to vozy, které obvykle ženich daroval nevěstě, a vzhledem k tomu, že byly takto součástí státního aktu, zachoval se o nich dostatek zpráv. Byly to vozy kryté, jejich střecha měla podobu "nebes", jaká je možno vidět nad středověkými postelemi, případně na baldachýnu, jakým je kryta drahocenná relikvie při procesí. Ve Francii a Brandenbursku byl bohatě zdobený vůz součástí průvodu při obřadných jízdách panovníků. O jednom takovém průvodu brandenburského markraběte z roku 1594 se píše, že byl tvořen 366 umělecky vypravenými vozy, kdy každý byl tažen 6 koňmi. Tyto luxusní vozy významně posunuly vývoj ve všech zúčastněných, většinou uměleckých řemeslech. Svatební vůz Edvarda Farnese a Margarity Toskánské z roku 1629 měl dle popisu dvě hlavní části, korbu a vozový spodek s koly. Korba vozu byla uvnitř i zvenčí pokryta karmazinovým sametem zdobeným povrchu nachovými a zlatými výšivkami. Spodní část korby tohoto vozu pro 8 osob byla pokryta stříbrnými destičkami a kováním, zdobeným arabeskami a ornamenty, malými vázami a figurkami, v hlubokém reliefu ze stříbra vypracovanými. Osm sloupků korby, nesoucích vozový kryt, bylo zdobeno stříbrnými maskami, figurkami jednorožců a znaky rodu Farnese. Také čelní a zadní plocha korby nesla bohatou stříbrnou výzdobu v podobě figurek a ornamentů. Vozový spodek i kola tohoto vozu nesly rovněž bohatou stříbrnou výzdobu. Korba byla zavěšena na zlacených kožených závěsech na čtyřech postříbřených sloupcích, umístěných po dvou nad přední a zadní vozovou nápravou. Tento popis má ukázat, jaká díla vznikala v 16. a 17. století. Tomu odpovídala vážnost cechu kolářů a kočárníků i s jejich patronem svatým Martinem. Spolu s koncem středověku se začala rozvíjet další forma dopravy, vedle této aristokraticky pompézní. byla to znovuoživená pošta, souvisejísí s rostoucím počtem diplomatických i obchodních kontaktů mezi státy. Zde více než výzdoba byla žádána rychlost, a té odpovídal vůz, nazývaní u nás již koncem 15. stol. "kočí" nebo "kotčí". Tento název se později přenesl na vozku, řídícího spřežení tohoto vozu, a tak povstal "kočí". Ve dobových latinsky psaných listinách se tyto vozy nazývají "currus Kochy" a vozatajové "curriferi de Kots". Původ tohoto označení není přesně znám, může však být, že je odvozen od maďarské osady Kócs, ležící asi tři hodiny jižně od Komárna na staré poštovní silnici z Budapešti do Vídně. Tato osada by pak dala jméno i "kočáru", což je název, který se u nás ustálil již od dob Jana Amose Komenského. Ostatně anglický "coach" potvrzuje význam této maďarské osady v dějinách dopravy dodnes. Kočí vůz rychle pronikal do dalších zemí Evropy. Čtyřkolý kočí vůz měl lehkou korbu z proutěného pletiva a byli do něj zapřaženi 3 koně. Kočí tohoto vozu

103

seděl na sedátku na předku vozu, zadní sedadlo bylo pro jednoho nebo dva cestující. Pasažérské sedadlo mělo malý kryt z plachtoviny, upevněný na několika dřevěných obloucích. Do vozu se vstupovalo po straně pomocí stupátka. Kočí vůz neměl korbu na závěsech, jako pozdější konstrukce kočárů, nýbrž odpružena byla pouze sedačka, a to polštáři a poduškami. Vůz neměl brzdy v podobě špalíčků, přitlačovaných šroubem k obruči, nýbrž až do 19 století se brždění dělo tím, že se kolo zastavilo zaklesnutím řetězu za některou špici, případně podložením kola kovovým "hamulcem", zvaným též "šuba". K rozšíření kočích vozů přispělo i to, že vytvořily základní dopravní park zřízeného či obnoveného poštovního provozu, který je u nás od roku 1527 spojen se jménem rodu Thurn-Taxisů. Rozmach kočích vozů a kočárů vedl i ke změnám architektonického řešení budov - dosavadní úzké vchody domů začaly být nahrazovány mohutnými portály a širokými vjezdy, a také nádvoří byla upravena tak, aby tam mohly karosy vjíždět a otáčet se. K méně rychlé a pohodlnější dopravě osob byly od 16. a 17. stol. používáno těžších a luxusnějších povozů a kočárů, které byly nazývány karosami podle italského jména "carrozza". Karosy měly těžké sedadly opatřené korby, které byly zavěšeny nad podvozkem na širokých silných řemenech. Tento kočár pojal 6 - 8 osob a zapřaženo do něj bylo několik párů koní. Zvláštní rozvoj zažívaly zejména po 16. století, kdy pominula doba zákazů a předsudků proti "vezení se ve voze", a kdy naopak bohatství a vznešenost nalézaly projev své reprezentace ve skvostně ozdobenému kočáru. Tento rozmach byl umožněn i tím, že od 17. století byly cesty v poněkud lepším stavu, a v městech byly alespoň částečně dlážděny a upraveny. Barokní doba uplatnila všechnu výzdobu, kterou můžeme vidět v barokním chrámu, rovněž na kočáru. Kočár byl záležitostí prestiže, a tak když kníže Antonín z Eggenbergu, vévoda krumlovský, byl jmenován vyslancem u papežského dvora, musel sáhnout hluboko do pokladny, aby si nechal vyrobit tomuto postavení odpovídající kočár. Vůz byl vyráběn v Římě a šlo vlastně především o vjezd do papežské residence. Poněvadž vůz nebyl ani za 9 měsíců hotov, musel vyslanec inkognito další dva měsíce v Římě čekat, aby se slavnostní vjezd mohl na oné žádoucí reprezentativní úrovni uskutečnit. Krom všeho možného dalšího byly pozlaceny i obruče kol. Kočáry ovšem nezřídka jely v průvodech prázdné, zatímco příslušný velmož jel na koni. Z toho ještě více vysvítá reprezentační funkce tohoto dopravního prostředku. Mezi lehkými kočími vozy a těžkými drahými karosami se v Paříži za vlády Ludvíka XIV. objevuje další typ, a to vůz nájemný. navazuje na starou římskou tradici vozů, zvaných "rhaedae meritoriae", které bylo možno si najmout nejen pro jízdu v městech, nýbrž i na větší vzdálenosti. Firmu s nájemnými vozy zřídil pan Nicolas Savage, a jeho živnost ležela nedaleko kostela svatého Fiakra, světce pocházejícího z Irska. Tato skutečnost dala název službě, se kterou se může člověk dodnes setkat ve Vídni. Velké stanoviště fiakrů je přímo u svatoštěpánského dómu. Rovněž v Paříži se vedle fiakrů ujala i doprava většími povozy, které již provozovaly určitou formu pravidelné dopravy s jízdním řádem. Tato doprava byla ve Francii v polovině 17. století velmi rozšířena a stanice nájemných povozů jsou zapsány v průvodcích. Příklad Francie následovala i další velká evropská města. Další konstrukční řešení kočárů pochází z Berlína, kde kolem roku 1679 postavil architekt brandenburského kurfiřta Filip de Chiesa nový typ lehkého kočáru. Inovace spočívala v tom, že jedna těžká rozvora, spojující přední a zadní nápravu v celek podvozku, byla nahrazena dvěma lehčími rozvorami po stranách. Tento typ kočárů byl proto nazýván "berlina". V 18. století se berliny staly nejoblíbenějším druhem cestovních i městských kočárů. Rozvory byly v přední části vyklenuty, což umožnilo, aby přední kola při zatáčení vjela pod oblouky rozvor. Vozy se staly velmi pohyblivými a vcelku i lehčími. Objevuje se u konstrukce, u které je korba jakoby vpůli přeříznuta a přední část chybí. Cestující sedí v jakési skořápce, tvořené zadní částí korby a vpředu jsou chráněni pouze záclonkami, později skly. Tato konstrukce nesla název "Coupé" - kupé. Jiný způsob odstranění pevného nepohyblivého

104

krytu představuje další typ: kožená střecha kočáru je v půli rovněž rozříznuta a obě poloviny je možno sklopit, jednu vpřed a druhou vzad. Poněvadž v takto upraveném voze jel Josef I., pozdější císař Josef I. do Landau v Bavorsku, dostal vůz onen název "landauer". Další zdokonalení kočárů nastalo v odpružení korby. Jsou to od konce 17. století klešťové pružiny, vynikající pařížský zámečník Dalem přinesl konstrukci ještě dokonalejší, předstiženou Elliotovými pružinami eliptickými.

Nákladní vozy zůstávaly, na rozdíl od osobních, po staletí i po tisíciletí nezměněny. Často bývá uváděn důležitý postřeh, že v jižních končinách Evropy se k nákladním vozům přistupovalo mnohem konservativněji a byly zachovávány staré tvary. Zvláště na Sicilii se dvoukolové vozy "carreto siciliano" staly součástí národní tradice a svou řezbářskou výzdobou jsou uměleckým dílem. Alternativní pohon vozů, které by se obešly bez tažného zvířete, je prastarou myšlekou. Již za římského císaře Kommoda v roce 190 se podle římského dějepisce Kapitolina objevily vozy, uváděné do pohybu otroky, otáčejícími šlapacím či ručním zařízením. Podobnou myšlenkou se zabýval i Leonardo da Vinci a Albrecht Dürer. Jeho dřevoryty představují nádherné vozy císaře Maxmiliána. Podobný vůz sestrojil roku 1649 norimberský mistr jemné mechaniky Jan Hautsch. Byl to vpravdě umělecký výtvor, zdobený dřevořezbami a malbami. Dva muži, ukrytí uvnitř vozu točili klikami a pohyb byl přenášen ozubenými soukolími na zadní kola. Pozoruhodný byl varovný systém - byly to dvě sochy andělů po stranách vozu, které zvedaly k ústům pozouny a troubily. Pokud tyto jemné signály nepomohly, začal drak na kapotě koulet děsivě očima a posléze stříkat z tlamy vodu. Vůz dosahoval rychlosti asi 2 km/hod. V Nizozemí se objevují vozy, poháněné silou větru. Za příhodných podmínek terénních a větrných mohly dosáhnout až rychlosti 50-60 km/hod. a mohly vézt i deset a více osob. Toto vozidlo se často objevuje na rytinách ze 17. století, a byl to oblíbený zábavní prostředek.

Počátky novodobého silničního stavitelství

Stará římská tradice stavby silnic byla v Evropě na více než jedno tisíciletí zapomenuta. Je pochopitelné, že jakýkoliv rozvoj hospodářského života se nemůže obejít bez pozemních komunikací, bez dopravy, a stejně tak je zřejmo, že se nelze vrátit k římským silnicím, vykládaným polygonálními kameny. Rozvoj průmyslu umožňuje použít materiály, které jsou základem novodobých silnic - drcený kámen, štěrk různé hrubosti. Objevuje se také několik lidí, ať již s jakýmsi přirozeným talentem nebo technicky vzdělaných, kteří přinesli znovu na světlo promyšlené silniční stavitelství, schopné využít nové možnosti a odpovídající novým požadavkům. Angličan John Metcalf (1717-1810) přišel stejně jako Appius Claudius o zrak a jinak nepřišel s ničím novým, pouze stavěl silnice tak, že každou stavbu podle místních podmínek odborně připravil a pro vozovky používal pouze kvalitní kámen. Pochopil také, že podmínkou dobré, trvanlivé a spolehlivé silnice je odvodnění jejího základu. Při překonávání močálů kladl vrstvy hatí kolmo k sobě, takže celé těleso potom na tomto roštu jakoby plavalo. Mostní stavitelství v Anglii se orientovalo na litinu, a první železný most přes řeku Savern u Coalbrookdale postavili 1779. Další známý stavitel cest je MacAdam, který před 1820 dosáhl zpevnění vozovky vrstvou veleštěrku. Jeho silnice se staly pojmem, takže "makadamová silnice" je dodnes silnice se štěrkovým povrchem.

105

Středověké dopravní poměry a potřeby na evropské pevnině se začaly výrazněji měnit po třicetileté válce, kdy se začínají rozvíjet ranně kapitalistické vztahy. Ty s sebou nesou obchodní integraci, která mění dříve nahodilé dálkové obchodní vztahy v pravidelné. Nový duch, daný pronikáním vědeckých poznatků do výroby, vede k vzniku nových technických a inženýrských oborů. To vede dále nejen k šíření odborné literatury, nýbrž objevuje se výrazná snaha o systematickou organizaci těch odvětví, které se neobejdou bez určité teoretické průpravy. To je významný impuls k tomu, aby vznikaly školy s technickým zaměřením, Jsou zde tedy snahy o systematickou organizaci technického vzdělávání. Jednou z prvních škol na evropském kontinentě byl Pražský inženýrský institut, jehož založení spadá do prvních let 18. stol. Iniciátorem se stal Christian Josef Willenberg, který 1705 podal českým stavům návrh, určitý počet osob "v  ingenieurství vyučiti". Od 1718 se na zprvu dvouleté pražské inženýrské škole začalo přednášet základům mechaniky, geometrie a dělostřelectví, ale také opevňování, nivelování, zakládání, kanálů, příkopů, rybníků a mlýnů, i civilního stavitelství. Prvořadým cílem školy byla ovšem výchova vojenských odborníků, přesto však z ní vyšlo mnoho odborníků pro stavby pozemní, vodní a silniční. Vojenské zaměření bylo definitivně zrušeno 1787 a od té doby se zde vyučovalo všem znalostem civilního inženýrství. V druhé polovině 18. stol. doznívá bouřlivá stavební činnost barokního slohového období, vyznačujícího se především snahou o začlenění stavebního díla do krajinného prostředí. Na druhé straně byla pro zvýšení estetického účinu barokních staveb upravována i krajina. Jsou to především aleje lemující cesty, paprskovitě se sbíhající k objektu. Technika stavby silnic se ještě začátkem 18. stol. nacházela v hlubokém středověku. Místo stavby umělé vozovky se sypala hlína na rostlý podklad, ve vlhčích územích na hatě. Podél cest nebyly příkopy – naopak – drny a hromady hlíny měly chránit před vjížděním na pole a činily z cesty koryto. Silnice se „udržovaly“ hlínou, kamením, drny, často i dřívím nebo slámou. Trvalo více než jedno století, než se silniční stavitelství dalo novou cestou, vynucenou zvýšenými požadavky dopravy. Nemalou měrou k tomu přispěly i nové konstrukce vozů, a to nahrazením některých dřevěných součástí železem. Vedoucí postavení na vývojové cestě zaujala Francie a Rakousko, kde pro to byly technické i ekonomické podmínky. Prvním zlepšením, které přinesli francouzští inženýři, bylo omezení podélného sklonu silnice. Průkopníkem se stal Pierre Maria Jerome Tréssaquet.(1716-1796) Uplatňoval zásadu maximálního stoupání 5%. Přitom rozdělil silnici do několika úseků s různými podélnými sklony, takže vytvořil systém pozvolna vzestupných ramp. Například silnici délky 1170 m překonávající výšku 45 m rozdělil na pět rampových úseků o délkách 200-250 m a sklonech 2,8-5%. Efekt byl v tom, že zvířata se tak unavila méně než při stálém stoupání 4%. Mimo to vložil mezi úseky s různými sklony místa pro odpočinek, dlouhá asi 40 m. Je v tom první náznak snahy založit techniku stavby silnic na vědecký základ. Ještě větší pozornost než vedení trasy byla věnována příčnému průřezu silnice, přesněji řečeno její šířce. Šířka silnice musí odpovídat jejímu dopravnímu významu. Na základě těchto zásad byly silnice ve Francii rozděleny do 4 tříd se šířkou 14, 12, 10 ,a8 m. Pokud jde o stavbu tělesa, rozšířily se dva způsoby, francouzský a rakouský. Stará francouzská metoda spočívala v tom, že se na základ z plochých, na vazbu spojených kamenů ručně kladly větší kameny, které se pohodily drobně roztlučeným štěrkem. Kamenná vrstva měla uprostřed tloušťku 0,95 m a po stranách 0,63. po stranách byly odvodňovací příkopy. Tato konstrukce se používala ještě koncem 18. stol hlavně v Německu. Tréssaquet navrhl změnu v příčném řezu, charakteristický zpevněnou kamennou vrstvou – byly to dlaždičsky vedle sebe položené jehlanovité přibližně stejně

106

vysoké kameny, které byly mezi sebou vyklínované tak, že tvořily stabilní vrstvu, vysokou 15-20 cm. Na tuto vrstvu se rozprostřela vrstva udusaných menších kamenů, silná asi 8-10 cm. Na to přišla 9 cm silná vrstva drobného štěrku zvíci ořechu. Na kvalitu této vrstvy a tvrdost právě tohoto štěrku se kladl veliký důraz - na neúnosném terénu spočívalo vše na 7-8 cm tlusté vrstvě z plochých kamenů.

Rakouská metoda byla používána přibližně od poloviny 18. stol. Na urovnanou pláň se kladly větší ploché lomové kameny, které se ovšem navzájem nedotýkaly, takže jejich stabilita nebyla dokonalá. Předpokládalo se zpevnění celé vrstvy (horní plocha kamenů nebyla zcela rovná) se dosáhne vyplněním mezer zahliněným štěrkem a jeho udusáním. Tloušťka tohoto zásypu musela být taková, „až se neukázaly žádné otvory“, což bylo kriteriem kvality a pevnosti celého tělesa. Na tuto štěrkovou vrstvu se rozprostřela 16-21 cm hrubá vrstva menších lomových kamenů, zpevněná pískem nebo zeminou, a na to vrstva čistého hrubého nebo jemného štěrku. Celá tloušťka „silnice“ byla kolem 50 cm. Známou postavou moravského silničního stavitelství byl Jan Gross, který stavěl silnice v Haliči, Dolních Rakousích a byl uznáván i ve Francii, kde se podle jeho systému stavěly nejen silnice, ale i vozovky na mostech. Jeho zvláštní myšlenkou jsou „přírodní cesty“ souběžné se silnicí, ty se používaly v létě a erární silnice se tím šetřila. Tak se na 83 km silnice ušetřilo ročně 4000 zlatých. Jeho systém spočíval ze 4 vrstev, o tloušťkách 6,5, 4 a 3 palce, které se zhutňovaly samostatně. Aby se zamezilo vyježdění kolejí, byly na silnici kladeny trámové překážky, které se posouvaly, takže vozkové jezdili ve vlnovkách. Tyto silnice měly obdivuhodnou životnost 30 let, a když se některý úsek rekonstruoval, byl tak tuhý jako kámen a vozovka musela být palicí roztlučena. Inženýrská škola ve Francii byla otevřena o 30 let později. Byla to „První pařížská kreslířská škola“, založená 1747, a byla pro zeměměřiče a kresliče map cest a silnic a vyučovalo se vše, co se víže k mostům a silnicím. 1760 byla přeorganizována a přejmenována „École des ponts et chaussées“. Absolventi této školy brzo vynikli a mosty i silnice jimi postavené se staly vzorem. Sám ředitel, inženýr Perronet, navrhl a realizoval několik mostů. Inženýr byl ovšem původně vojenský odborník, který navrhoval a řídil opevňovací stavby, vymýšlel způsoby dobývání a hájení opevněných míst. Slovo pochází ze španělštiny, v níž byl nazýván ingeniorosem řidič válečných strojů (ingenio) teprve později přešlo na civilní odborníky, a to nejprve ve Francii. Stavbě silnic se věnoval i Johann Wolfgang Goethe, (1749-1832). Byl typem renesanční osobnosti s všestrannými zájmy. Studoval přírodní vědy, nauku o barvách a dělal silničního ředitele sasko-výmarského vévodství v létech 1779-1786. Zřídil 5 cestmistrovských okrsků, cestmistrům byli podřízeni silniční pacholci. Na údržbu silnic hleděl jako na svůj hlavní úkol.

Koněspřežné dráhy Myšlenka snazší dopravy po kolejích pochází již ze středověkých dolů, kde to byly důlní vozíky, "hunty", jezdící zprvu po trámových a poté i železem pobitých trámových drahách. Tato myšlenka byla uplatňována posléze i při povrchové dopravě a doznala značného rozšíření ještě předtím, než se na světě objevila železnice s parní lokomotivou. V Čechách se koněspřežná dráha přimkla k trase „Zlaté stezky“, na které se na soumarech dopravovala sůl do Českého království. Bylo dopravováno až 50 vozů denně. Tento provoz vyvolal představu možnosti postavení průplavu, který by spojil Dunaj s Vltavou. Bylo by to jistě dalekosáhlé vodní dílo. Vědeckým ředitelem projektu, který se touto myšlenkou zabýval

107

byl František Josef, rytíř z Gerstnerů, profesor vyšší matematiky a mechaniky a ředitel pražského polytechnického ústavu. Úkolu se ujal a v předvečer nového roku 1808 předložil překvapující nález: nikoliv průplav, který by vyžadoval 243 zdymadel, nýbrž železnice! Napoleonovo tažení ovšem způsobilo, že ve Vídni měli jiné starosti, a teprve po 6 letech vydává Gerstner svou zprávu knižně. Mezitím dorostl ve zdatného inženýra jeho syn František Antonín, který si vzal dovolenou z profesury na vídeňské technice, poznal osobně Anglii, ale vrátil se jako odpůrce smíšených drah anglických, kde se vodorovné úseky střídaly se stoupáními a koňská trakce s parní. Zastával rovněž zásadu, že železnici nutno považovat za silnici prvotřídní kvality. Vypracoval proto projekt koňské dráhy z Českých Budějovic do Mauthausenu, jejíž trať měla stoupání asi 1% až do rozvodí, a potom stejně tak klesala. Při stanovení poloměrů oblouků i sklonů měl již na mysli parní provoz. 7. září 1824 bylo Gerstnerovi uděleno privilegium na 50 let s podmínkou dokončení stavby do 6 let. Rozpočet zněl na milion zlatých, vytvořena akciová společnost třech obchodních domů. Se stavbou započato 28. července 1825 za odporu a bouření obyvatelstva, ohrožujícím inženýry i na životech. Na díle pracovalo 6000 dělníků a 1000 koní. Gerstnera ovšem provází nedůvěra, že staví příliš draze. Kolejnice byly v náspech podezděny až na rostlou půdu. Gerstner je posléze vystřídán jednadvacetiletým Matyášem Schönererem, který mění směr i způsob výstavby dráhy, bez předpokladu budoucí parní trakce. Gerstner odchází ze služeb společnosti, a to nejprve do Anglie, a poté do Ruska, kde postavil první parní železnici z Petrohradu do Carského Sela. Posléze hledal pro svou činnou povahu uplatnění v Americe, kde 1840 zemřel uprostřed velkých plánů. Schönerer zlevnil stavbu asi o 8%. 1. srpna 1832 byl zahájen provoz. Zatímco Gerstner měl minimální poloměr 189,6 m, Schönerer 37,9. Na takové trati by ovšem lokomotivy jezdit nemohly. Když byla v létech 1869-72 dráha přestavována na lokomotivní, byla Gerstnerova stavba použita, zatímco Schönererova opuštěna a v dražbě rozprodána. Trať byla položena železnými litinovými kolejnicemi dlouhými 2.85 m na podélných dřevěných trámech, zapuštěných do příčných pražců. Jízda osobního vlaku trvala asi 14 hodin, proto byla v Kerschbaumu první nádražní restaurace. K jízdě potřeboval cestující pas a policejní nebo vojenské povolení. Pro bohaté byly kolejové kočáry. Nákladní vlak jel trať tři dny. 1842 měla dráha 762 nákladních a 69 osobních vozů, jízdní řád byl poměrně spolehlivě dodržován a personál byl svědomitý. V Německu se plány na stavbu podobné trati rozbily o mnoho potíží ze všech stran. V severní Americe byla r. 1826 koncesována a následujícího roku otevřena první železná dráha, vedoucí k žulovým lomům v Quiney, kolejnice byly ze dřeva pobitého plochým železem. V letech 1827 a 28 byly postaveny ještě dvě podobně vystrojené krátké horní dráhy, teprve roku 1828 byl slavnostně položen základní kámen k stavbě prvního úseku dráhy z Baltimore do Ohio. I to byla koňka. Americkou zvláštností byly plachty, jimiž byly, ojediněle ovšem a ne dlouho, vybaveny některé železniční vozy, a hnány tak rychlostí až 19 km/hod. Také ovšem někdy převrženy. Větší naděje byly vkládány do „lokomotiv s koňským pohonem“, kde šel na plošinovém vagónu kůň na nekonečném pásu. Když však tuto lokomotivu zkoušeli, došlo k nehodě, protože přejeli krávu, což vyvolalo konflikt mezi diváky. Tento cycloped se nazýval „Létající Holanďan“ a po nehodě byl dán do šrotu. Koně ovšem táhly i první železnici francouzskou , 22 km dlouhou ze St. Etienne do Andrezieux, s litinovými kolejnicemi, i posléze vystavěnou ze St, Etienne do Lyonu, 66 km dlouhou hotovou 1835. I první ruská železnice, postavená 1837 Gerstnerem a Pernerem byla provozně smíšená měla koňskou i parní trakci. Tak tomu bylo i na první železnici německé, vedoucí z Norimberka do Fürthu, otevřené 1835. Na Slovensku se podobná stavba rovněž prosazovala těžce. Teprve v r. 1836 se ozvalo na uherském sněmu, kde se mluvilo latinsky, „ductus ferreos“. Stavěli ovšem prý někdy systémem, zvaným poněkud hanlivě "bláto na bláto". Se stavbou se začalo 1838 z Bratislavy do Sv. Juru. 1846 dojel vlak až do Trnavy. Technicky

108

byla ovšem tato trať provedena dobře, na štětovaném podkladě byly položeny dubové příčné pražce, do nich zapuštěny podélné trámce s plochými kovanými železnými pásy. Ty byly 2,84 m dlouhé, 13 mm silné a 58 mm široké. K trámu byly přibity 5 hřeby. Občané města Modré se ubránili stavbě, která dle nich jen podporovala zkázu mravů, a trať byla vedena půl hodiny od města. Za třicet let, kdy se trať přestavovala na parní byli ochotni zaplatit 60.000 zlatých za posunutí trati k městu. Pozdě…

Počátky kolejové dopravy Vraťme se ještě podrobněji k počátkům kolejové dopravy. Starý Plinius, římský dějepisec, píše o tom, že byly zřizovány kamenné dráhy, po kterých byly dopravovány kamenné kvádry při stavbě pyramid. Starým Řeckem probíhala síť posvátných cesty, po nichž šly průvody poutníků a projížděly posvátné vozy, a tyto cesty byly opatřovány zářezy, jejichž rozchod byl 1625 mm. Pro vyhnutí byly zřizovány výhybky. Takové cesty byly zřizovány všude tam, kam sahal řecký vliv. Římané ovšem žádné koleje nestavěli, protože silnice byly především myšleny pro rázný krok legií. Ve středověku nutno k stavitelům cest připočíst i sucho, které vysušilo močál, a mráz, který postavil most přes řeku. Pozoruhodná je zpráva Šebestiana Münstera, , který r. 1550 popisuje všechny země Svaté říše římské, a tu zaznamenává kuriozitu, kterou viděl v dolech v Alsaském Leberthalu – viděl tam na nerovný podklad položena prkna, a také vyobrazil „instrumentum tractorium“, hunty, které se tak jmenují proto (podle Agricoly) že vydávají zvuky ne nepodobné psímu vytí. Vozíky byly vedeny kolíkem, který zasahoval do žlabu mezi trámy. Toto zařízení bylo užíváno v dolech německých, českých i uherských, a když král Jindřich VI. 1452 pozval horníky do Anglie, přinesli tam i tuto inovaci. Podobné dráhy byly zřizovány nejen v dolech, ale i mezi doly a přístavy. Trámy byly ovšem v této funkci velmi nespolehlivé. Proto napadlo v první polovině 17. stol. northumberlandského těžaře Beaumonta, aby podélné trámy spojil prahy příčnými pomocí hřebů. Čtyřkolové povozy se nazývaly „waggons“ na rozdíl od dvoukolových kar „waynes“. Z Jarsova cestopisu, líčícího cestu do Newcastlu o 100 let později se dovídáme, že tyto ztužené dřevěné dráhy byly stále zlepšovány. Jejich zakládání předcházela nivelace, spodek byl urovnán, naň kladeny příčné dubové pražce asi půl metru od sebe, na ně pak přibíjeny trámy, a to dvojitě, aby nebylo nutno vyměňovat celou konstrukci. Na vnější stranu byly přibíjeny fošny, kterými byla kola rovněž vedena.. Koncem 17. stol. bylo na jednom dole v provozu 600 vagonů. Tyto dráhy přivedly na svět i nové problémy soukromoprávní, týkající se výkupu pruhů pozemků na tratě, křížení tratí atp. První zákonodárný zásah anglického parlamentu v těchto otázkách se udál r. 1758.

Kolo je pevně vedeno železným pásem. Postupný pokrok při výrobě železa se nezastavil ani před těmito dosud dřevěnými drahami. Už „Perkwerchbuch“ z pol. 16. stol. mluví o tom, že trámy byly v zatáčkách zpevňovány na prst širokými kovanými pásky. To se dle dokladu z r. 1716 dělo i v Anglii. Bylo to ovšem opatření v té době dosti drahé, ale litinové desky, doložené 1738, nebyly levnější. Zde však pomohla náhle vyvstavší situace. 1767 byly anglické hutě postiženy odbytovou krisí, a začalo se přemýšlet, co s železem. Spolumajitel hutí v Coalbrookdale, Reynold, první připadl na myšlenku odlévání trámců ze železa pro dráhy. 13. listopadu 1767 spatřila světlo světa první kolejnice, zrozená ovšem z tísně s představou, že až krize pomine, budou odlitky vráceny do železáren a prodány. Vozy však běžely s takovou lehkostí, že k tomu nedošlo. Zanedlouho se železná kolejnice rozšířila po celém okolí. První kolejnice měly ve své horní ploše nehluboký žlábek, určený k vedení kol. ten však při větší rychlosti nedokázal zabránit vykolejení. Osmnáctiletý podnikavý John Curr začal asi o deset let později zhotovovat kolejnice s vyvýšeným vnitřním okrajem, což nebylo nic nového, ale památné je to proto,

109

protože tyto kolejnice určily normální rozchod 1435 mm , měřeno mezi hlavami kolejnic, a to 14 mm pod úrovní hlavy kolejnice. To jsou 4 anglické stopy, což byl rozchod obvyklý u silničních povozů. Posléze se ukázalo, že podélné trámy pod těmito kolejnicemi hnily, a že je však možno je odstranit. Na Currovu kolejnici, která byla vlastně L profilem, mohl vjet jakýkoliv silniční povoz. 1789 napadlo Angličana Jessopa, že bude výhodnější, bude-li plochá kolejnice zaměněna za vysoký nosník, později hřibovitý, kde by kolům v sjetí z kolejnice bránil zvláštní okolek. Jednotlivé kolejnicové díly, sahající od pražce k pražci, byly řešeny částečně jako nosník o stálé pevnosti. Lité kolejnice byly posléze nahrazeny kovanými, a to ve větším rozsahu na trati v Cumberlandu 1808 a zkušenost ukázala že byly mnohem trvanlivější, ostré hrany kolejnic však poškozovaly nákolky kol. Válcování se objevuje 1820, s hlavou a stojinou, ale stále proměnlivého rybovitého tvaru. I Georges Stephenson se nedokázal oprostit od představy, že to jinak nelze. Teprve jeho syn Robert odvážil se použít válcovanou kolejnici s neměnným profilem. Tyto dráhy byly ovšem taženy koňmi. 1801 byly anglickým parlamentem udělena první výsada k provozování veřejné koňské dráhy, a to z Croydonu do Wandsworthu na Temži v hrabství londýnském. Dráhu mohli po zaplacení poplatku používat všichni, kdo měli koně a vozy, schopné po železničních kolejích jezdit. Podnik ovšem zkrachoval a stavěly se opět pouze železnice uhelné. Teprve 19. dubna 1821 bylo uděleno výsadní povolení novému veřejnému dopravnímu podniku mezi Stocktonem a Darlingtonem a koncem května příštího roku byla stavba zahájena a v květnu 1823 slavnostně položena první kolejnice, nové, 40,2 km dlouhé trati. Rozchod byl 1435 mm. Jet mohl i zde každý, kdo měl koně, zaplatil, a měl vhodný „waggon“. Trať se stavěla 4 roky, měla značné sklony, kde byly vozy vytahovány stabilním parním strojem. Na druhé straně byly opatrně spouštěny. Strojník na vrcholu kopce sledoval situaci na trati a signály dalekohledem. Tato dráha již prospívala a v r. 1825 bylo již asi 29 tratí o celkové délce 256 km. Za deště se ovšem často nejezdilo, protože ani popel, sypaný na kolejnice nedokázal odstranit smyky kol při brždění. Zařízení pro překonávání stoupání a klesání byla předmětem mnohdy velmi kuriozních vynálezů. V poslední čtvrtině 18. stol. bylo možno v hornickém Cornvallu, starém hornickém kraji, spatřit nezdárného žáka cambornské školy, jediné do které chodil, syna důlního účetního Richarda Trevithicka. Jen počítat uměl dobře. „Výsledek je správný, ale nikoliv postup!“ plísnil ho učitel. Richard nato:“Ale mám to šestkrát rychleji než druzí“. Nedal se poutat řádem starých zvyklostí, vyrostl v obávaného a ramenatého chlapíka, vynikl v důlním měření a stal se váženým inženýrem. Staví parní čerpadla i vozy, nemá ale štěstí. 1802 obdržel patent na parní kotle o vysokém tlaku. Na jedné ze svých cest přišel 1803 do Penydarranu v Jižním Walesu, a tam se s ním jakýsi těžař Hill vsadil, že se mu nepodaří sestrojit parní vůz, kterým by bylo možno dopravovat náklady po kolejích tamní horní koňské dráhy. Sázka byla o pěknou summu 500 LST. Tažený náklad měl být 10.000 kg. V úspěch nevěřil ani pan Homfray, majitel dráhy. Trevithick vyhrál. Jeho „tram waggon“, jehož obě nápravy byly poháněny ozubeným soukolím a to parním strojem o tlaku 2,8 atm s velkým setrvačníkem a jediným parním válcem. Utáhl 26 tun, což bylo 5 vozů a 70 cestujících, kteří dokonce „po celou dobu jízdy seděli“. Vlak jel 5km/hod, lokomotiva bez zátěže až 26km/hod. Pod těžkým strojem praskaly koleje a po 5 měsících znovu zapřáhli koně, to však ji Trevithick staví lehčí stroj pro doly wylamské. Tentokrát zas byla lokomotiva příliš lehká a kola prokluzovala. Důležitou okolností je to, že tato trať vedla vesnicí Wylam kolem chatrče, kde se 23 roky předtím narodil Jiří Stephenson. Druhá Trevithickova lokomotiva tedy na trať nevyjela a byla později přestavena na stojatý parní stroj. Houževnatý muž postavil třetí lokomotivu a v r. 1808 pronajal v Londýně v Euston Square kus pozemku, kde v prkenné ohradě položil do kruhu koleje a po nich se rozjela lokomotiva „Catch me who can“. Cesta na vozíku stála 1 šilink, vlak jel rychlostí asi 30 km/hod. Trevithick ovšem neseděl u kasy ohrady, nýbrž vedl stavbu tunelu pod Temží. Stavba se dařila do vzdálenosti 1200 m pak

110

došlo k průniku vody a zalití celého díla. Trevithick se ovšem dostal do sporu s majitelem pozemku, na kterém pořádal svou železniční atrakci, a to ho urazilo a dorazilo. Vrátil se zpátky do Cornwallu. Ještě jednou se na něj štěstí poněkud kysele usmálo – v peruánských dolech zavedli jeho vysokotlaký stroj, Trevithick tam byl královsky přijat, ale válka brzo nato vypuknuvší všechno zmařila. Po útěku pralesem se vrací chudý domů z Panamy, když je milosrdně přijat na loď, setkává se tam s vracejícím se mladým Robertem Stephensonem, šťastným synem šťastnějšího soupeře Trevithickova. Loď ovšem ztroskotala a oba zachránili jen holé životy. V Anglii se zlomený a chudý Trevithick dočkal Stephensonova úspěchu, a r.1833 je mezi majiteli dílen a dělníky uspořádána sbírka na pohřeb chudáka, který zemřel v ubohém venkovském hostinci v Dartfordu. Byl to člověk velký a nešťastný, byť si mnoho neúspěchů zavinil svou vznětlivostí. Podivné je ovšem to, že byl zcela zapomenut největší klad Trevithickových lokomotiv, totiž hladké kolo a hladká kolejnice. Hlavy řady dalších vynálezců posedla podivná pověra, že to nelze, a začali proto vymýšlet věci, nad kterými zůstává rozum stát. Tak například John Blenkinsop byl důlním správcem a r. 1811 vymyslel s inženýrem Matthewem Murrayem lokomotivu, jejíž kola nebyla přímo hnána parním strojem, nýbrž tím byla hnána (dvěma válci a svislými ojnicemi) ozubená kola, zapadající do ozubnicových kolejnic. To se osvědčovalo ve stoupání, kde při sklonu 1:15 utáhla 15 tun rychlostí asi 16 km/hod. takových lokomotiv bylo od r. 1812 postaveno několik. Trať z middletownských dolů do Leedsu byla dlouho obdivována cizími odborníky a mezi zvědavými návštěvníky a obdivovateli byl i ruský car Mikuláš. Bratři Chapmanové v New-castle položili mezi koleje řetěz, který lokomotiva navíjela na buben, otáčený parním strojem. Tato myšlenka byla později použita u tzv. řetězových parníků, které byly kdysi i v Ústí nad Labem . Brunton přidal na záď lokomotivy jakési chůdy, jimiž pohybovaly písty parních válců, resp. měly pohybovat. Genius techniky se na takové trápení vědy nemohl dívat a dal milosrdně vybuchnout parnímu kotli ještě před započetím jízdy. Někteří vymysleli dokonce věrné napodobeniny koňských kopyt nebo kola opatřená bodci a ostny, jimiž se lokomotiva měla odpichovat. Christopher Blackett je jedním z nemnoha těch, kteří tomuto šílenství nepodlehli. Byl to on, kdo si objednal u Trevithicka onu lehkou lokomotivu a přes nezdar zůstal myšlence adhesních lokomotiv věren. Po Trevithickově odchodu mu dělmistr Waters stavěl další lokomotivy. První z nich vybuchla, když chtěl strojvedoucí zvýšit tlak zatížením pojistného ventilu. „Buď půjde ona nebo já“, řekl a skutečně se stalo, šel do věčného depa. Hned nato postavili ve Wylamu třetí stroj, kde si přece jen pomohli Blenkinsopovou ozubnicí. Doprava 8-9 vozů dolů do přístavu, vzdáleného 6 km trvala 6 hodin, protože kolejnice pod těžkou lokomotivou praskaly. „jak to jede?“ ptávali se kolemjdoucí strojvůdce, a ten odpovídal: „Dobře, jenže ne po kolejích, ale z kolejí“. Za každým vlakem byly vedeny koně pro opětně nasazení na trať. Mnohým lidem to připadlo poněkud komické. Přestali se však smát, když Blackettův důlní dozorce William Hedley v Newcastlu, poučen pozorováním a zkušenostmi, správně odvodil vztah mezi vahou stroje a jeho tažnou silou. Uvěřil tření, a přišel na to, že je třeba nápravy spřáhnout. A tak na wylamských kolejích projela 1813 lokomotiva s hnacím ústrojím sice složitým, s adhesními koly spřaženými řetězem, kyvadlem a ozubeným soukolím, s kotlem z kujného železa (ne z litiny), která sloužila až do r. 1862 a je v keningstonském muzeu a nazývá se „Puffing Billy“

V uhelném kraji Northumberland leží již zmíněná ves Wylam, kde se 9. června 1781 narodil chudému dělníku na šachtě synek Jiří, po otci Stephenson. První výdělek mu dala dráha - za 2 groše týdenní mzdy odháněl z trati koňské dráhy krávy. Rád poslouchal vyprávění starého topiče a sám pak postoupil z kočího na pomocného topiče, poznal tajemství

111

Newcomenova stroje a v sedmnácti letech se stal strojníkem a nadřízeným svého otce – topiče. Teprve nyní začal chodit do školy. Po třech letech mu byl svěřen těžní stroj. Z manželství s Fanny se mu narodil syn Robert, Fanny však po dvou letech zemřela a otec oslepl. Mezitím na novém dole v Killingworthu nemohli nic svést s novým velkým parním čerpadlem a jeho nepravidelným chodem. V neděli odpoledne si tam Jiří zašel a za čtyři dny stroj čerpal jako hodinky. Stal se tam pak dobře placeným strojmistrem a opravoval pak stroje v celém okolí. Roku 1812 se stal důlním inženýrem. Viděl, kde je úzký profil důlního provozu. Deset měsíců stavěl lokomotivu, poučen zkušenostmi předchůdců. I on věřil ve tření. 25. července 1814 jel na killingworthské dráze poprvé vlak, tažený novou lokomotivou „Mylord“ (přezvanou později po vojevůdci Blücherovi), za kterou bylo přivěšeno 8 vozů s 30 tunami uhlí, se kterými jela 5-6 km/hod. nebylo to mnoho od stroje velmi neúhledně zpracovaného. To bylo ovšem tím, že kvalifikovaní zámečníci a mechanici odmítli pracovat podle návodu bývalého odhaněče krav a příštipkáře. Lokomotivu tedy vyrobili kováři. Když poznal, že příčinou malého výkonu je malý tlak v kotli, podle Trevithickova příkladu svedl vypouštěnou páru do komína a tahem zlepšil hoření a tím i tlak páry. Pro zvětšení počtu spřažených náprav spřáhl hnací nápravu s první nápravou tendru. Spřažení bylo uskutečněno řetězem. Ten byl pak nahrazen spojovacími tyčemi, které však praskaly. Příčina byla shledána ve špatném stavu svršku, stroj se při přejíždění styků krátkých kolejnic silně otřásal. Odstranění těchto otřesů hodlal Stephenson dosáhnout parním pérováním pomocí 4 válců, což se neosvědčilo a bylo nadále provozováno pomocí ocelových pružnic. Stephenson na to šel ovšem i jinak a správně – zlepšením svršku dráhy. Až do té doby byly kolejnice kladeny přímo na nerovný terén. Stephenson upravil uložení kolejnic na pražcích, nahradil litá kola kovanými, a lité kolejnice nahradil kovanými. Dařilo se mu dobře, syna Roberta mohl poslat na univerzitu do Edinburgu.. Po jeho návratu byli oba pozváni do Hettonu v Durhamském hrabství, aby upravili jejich dráhu pro parní provoz. Postavili dráhu přerušenou pěti svážnicemi, kde plné vagony vytahovaly prázdné soupravy, a dvě svážnice s navijákem, poháněným parním strojem. Dráha zahájila provoz 1822 s 5 lokomotivami, a všechny zkušenosti použili při stavbě trati ze Stocktonu do Darlingtonu. Tam získal důvěru duše železniční společnosti, domluvili se a začali. Stephenson zároveň koupil v Newcastlu pozemky a začal stavět první lokomotivku. Syn námahou ochuravěl a byl poslán na zotavenou do Jižní Ameriky na stavbu důlních strojů. Nebylo ovšem ještě jisto, zda tato trať nebude koňka, koně už byli málem nakoupeni. Stephenson dosáhl toho, že bylo dovoleno udělat alespoň pokus, o jehož nezdaru byli krom něj všichni přesvědčeni. Stephensonův závod obratem dodal objednaný stroj a brzy poté další dva, lokomotiva byla dovezena po silnici a nasazena na trať na úrovňovém přejezdu u Aycliffe Lane. 27. září 1825 byl spuštěn dlouhý vlak ze svážnice na volnou trať, kde čekala lokomotiva řízená samotným Stephensonem. Vlak, ke kterému byla připojena 4 kolová lokomotiva „Active“ byl naložen uhlím a moukou, v adaptovaném dostavníku jelo předsednictvo, a 21 vozů bylo vybaveno lavicemi, na kterých sedělo 450 osob. Váha vlaku o 34 vozech byla 90 tun. Před vlakem jel jezdec s praporkem. Rychlostí 19-20 km/hod projel vlak trať tam a zpět. Bylo vyhráno a rozhodnuto. Na této trati zavedl Stephenson také výhybky, kde si vyhýbaly vlaky tažené lokomotivami s koňskými. Dráha byla veřejná a kdo měl vůz a příslušný obnos, mohl jet. Byl z toho ovšem zmatek a nezřídka i rvačky. Konec tomu učinil až jízdní řád. Díky trati vzrostl původní statek Middlesbourgh na významný severoanglický přístav. To vše však byla pouze předehra. Liverpool a Manchester byly spojeny závislostí na přístavu a odbytišti. Cesty již nestačily, a proto byly zřízeny dva průplavy, ty však byly tak bídně udržovány, že cesta jimi trvala déle než cesta bavlny přes oceán. Cena za dopravu byla horentní, protože nebyla konkurence. V r. 1821 upozornil Liverpoolský velkoobchodník Sandars na výhody důlních železnic, založil výbor a sjednal s podnikatelem důlních železnic předběžný projekt. Objevení se zaměřovačů

112

vyvolalo povstání vesnického obyvatelstva, podněcovaného rychtáři, kazateli a faráři, proti mravy rozvracejícím novotám. Pravými strážci mravů byly ovšem ve skutečnosti obě kanálové společnosti a jejich monopol. Obchodníci se však nedali, a osobně pozvali oba Stephensony k účasti na tomto velkém železničním podniku. Věc se dostala až před parlament, který musel řešit údajnou nesprávnost nivelace, přerušení průplavu křížením s tratí, obtěžování kraje kouřem, byla vznesena námitka, že je nemožno překonat močály Chat Moss, hořekovalo se nad rozříznutím a zneklidněním šlechtických luk, honiteb a parků, strašilo se vyhořením veškerého osídlení, zánikem chovu koní a šílenstvím zvířat i lidí při pohledu na lokomotivu. Stephenson, který trať před parlamentním výborem obhajoval si vůbec nemohl dovolit mluvit o projektované rychlosti 30km/hod, protože členové komise omdlévali hrůzou při 16 km/hod. Musel odpovídat na otázky, co se stane, když na trať vstoupí kráva, když déšť uhasí oheň v kotli, když vítr odkryje za deště přikrývku, kterou bude lokomotiva jistě jako kůň přikryta. Návrh byl zamítnut po dvoudenní řeči učeného člena sněmovny Aldersona, který označil Stephensona za bezradného, neschopného a tápajícího. Vyměřili novou trať a v této podobě návrh posléze prošel. Se stavbou bylo započato bezprostředně, 63 kamenných mostů, násyp přes bažinu, zářezy skalami, tunel u vjezdu do Liverpoolu. Stephenson vynalezl výhybky, návěsti, točnice, i dispozici stavby tunelů a mostů. V hlavách členů společnosti byla však ještě stále představa vlaků, tažených navijákem parním strojem. Na trati dlouhé asi jako z Prahy do Nymburka by se vlak 19x přepínal z jednoho navijáku na další. Proti takovým nápadům se Stephenson ostře ohradil a slíbil postavit lokomotivu, která potáhne vlak rychlostí 30km/hod., čemuž se mnozí srdečně zasmáli. Opět se v novinách objevily články o zhoubném vlivu lokomotivy na chov dobytka, bažantů, slepic, lišek, hynutí ptáků v otráveném vzduchu, výbuchy lokomotiv, vyhynutí koní a následný bídný krach všech producentů sena a píce. 25. dubna 1825 to vše vysvětluje výboru akcionářů, a on, který v té době postavil již 55 lokomotiv trpělivě odpovídá na slabomyslné otázky lidí, kteří lokomotivu v životě neviděli. Znalci rozhodli pro provoz vlečným lanem. Maximální ústupek byl, že povolili Stephensonovi (jehož továrna byla v obtížích) použít na trati lokomotivu na zkoušku při dopravě materiálu. To rozhodlo, lokomotiva se osvědčila a společnost vypsala cenu 500 LST na nejlepší lokomotivu. Stanoveny byly tyto podmínky: Neměla být dražší než 550 LST Měla utáhnout náklad 20 t rychlostí 16 km/hod při tlaku páry nejvýše 3,5 atm, Směla sama vážit nejvýše 6 t. Pro posouzení strojů byla část trati u vesnice Rainhilu, asi 3 km dlouhá, určena jako závodiště. Stephenson ještě vyřešil uspořádání kotle, když na radu tajemníka nové dráhy Henryho Bootha vyměnil vodotrubné uspořádání za žárotrubné. Byla to geniální rada neodborníkova, která zůstala stálým prvkem lokomotivní konstrukce. Na památném kolbišti reinhillském dýmaly 6. října 1829 čtyři lokomotivy: Stephensonova The Rocket Braithweiteova a Ericksonova The Novelty Hackworthova The Sans Pareil Burstallova The PerseverancePřipletl se tam ovšem i Cycloped o 1 koňské síle, ale ten nevyhovoval podmínkám soutěže a byl vyřazen. Závodilo se několik dní. Jediný stroj, který byl včas připraven byla Raketa a ta již v předběžných zkouškách dosáhla rychlosti 40 km/hod. a vyplňovala program, protože ostatní lokomotivy měly ještě defekty. Ve vlastním závodě dosáhla Raketa rychlosti 46km/hod, zatímco Nevyrovnatelná i Novinka musely být odvlečeny k opravě, zatímco vytrvalost odpadla pro velkou spotřebu paliva a těžkopádnost. Raketa naprosto zvítězila a Stephenson se o cenu čestně rozdělil s účetním Boothem, který mu poradil žárotrubné uspořádání. Akcie společnosti stouply o 10%.

113

15. září 1830 bylo slavnostní otevření trati, žel byl zraněn věrný zastánce parní železnice, poslanec Huskisson. Slavnost krášlil národní hrdina Wellington. Dalším úspěchem byla dráha z Londýna do Birminghamu, tam však byl 6 km úsek s pevným parním strojem a vlečným lanem. Teprve 1847 se objevila oznámení, vyhlašující dražbu těchto vlečných zařízení. Jiří Stephenson spolutvořil železnice Belgické a španělské, ale odtud se vrátil nemocen. Zemřel 12. srpna 1848. V Anglii bylo v ten čas 10.000 km drah. Zvětšený železniční provoz s sebou přinášel i nehody. Proti nim na trať postaveni hlídači, i 300 m od sebe, strojvůdce sledoval dalekohledem trať, nechybějí-li koleje, na střechách prvního a posledního vagonu seděli průvodčí a mohli signalizovat strojvedoucímu. Vozy byly spojeny návěstním provazcem, který měl upevněn stále na rameni. Na komíně lokomotivy bylo zrcadlo, kterým strojvůdce pozoroval vlak za sebou

Otcové automobilu

Lokomotiva a železnice je úžasná věc, avšak člověk se neubrání pocitu, že nezbytnost kolejnic je poněkud svazující. Proto se vlastně vedle směřování ke kolejovému řešení vyvíjelo a rozvíjelo i hledání motorizovaného provozu po cestách, resp. silnicích. I zde jsou průkopníci, jako francouzský dělostřelecký důstojník Cugnot, stejně jako Murdockův pokusný vozík. Parní vozy a omnibusy byly ovšem ze samé podstaty svého způsobu pohonu spjaty s tolika omezeními, nesnázemi a problémy, že se v dané fázi nejevily být perspektivní. Bylo jasno, že silniční motorové vozidlo by muselo být vybaveno motorem zcela jiných parametrů.Tím byl motor s vnitřním spalováním, krátce motor spalovací. I ten se však musel osvobodit od své závislosti na plynárně a plynovém potrubí. Někomu muselo být jasno, co hledá. Na začátku je jiskra a obor, který ji odedávna používal – puškařství. Puškařem se vyučil Gottlieb Daimler, nar 1834. Má švábskou podnikavost, stihne vystudovat stuttgartskou techniku a seznámí se s technickými novinkami ve Francii a Anglii. Velmi důležité byly 2 roky ve strojírně v Karlsruhe. Zde se také o dva roky minul s Karlem Benzem. V Karlsruhe byla strojírna, která byla střediskem pokročilé strojírenské produkce, zejména lokomotivářské. Daimlera však více než parní stroj přitahuje myšlenka motoru, který bude schopen rozběhnout se okamžitě, a proto jeho cesta vede do Ottovy továrny v Deutzu. Ottův motor je nějak na půli cesty, nemá sice nevýhody těžkopádného parního stroje, ale s místem je svázán plynovým vedením, ke kterému musí být připojen. Daimler již ví o tajemné černé tekutině, tryskající na některých místech ze země. Benzin je ovšem, pravda, látka, která je považována za zázračnou, tajemnou a nebezpečnou, a prodává se v lékárnách. Otto je příliš zaujat plynem, a proto na sebe s Daimlerem a jeho představami brzo narazí. Po vyhazovu se Daimler usadil v lázeňském městě Cannstattu, předměstí Stuutgartu na řece Neckaru. Nový vynález se tam začíná rodit od r. 1883. Po jeho boku stojí Wilhelm Maybach. Právě Maybach má rozhodující podíl na konstrukci karburátoru s plovákem, zaručující spolehlivou přípravu směsi benzinu se vzduchem. Dalším problémem bylo zapalování – dosavadní řešení nebyla sladěna s pracovním oběhem motoru, Daimler nabídl řešení platinovou žárovou trubkou, čímž se proti Ottovu motoru zvýšil počet obrátek desteronásobně. Daimler jako puškař měl metaforické srovnání – je to jako rychlopalná zadovka ke křesadlové předovce. Poprvé byl však tento motor použit u dopravního prostředku na dvou kolech – 1885 je namontován na kostru byciklu. Motor byl pod sedlem, které muselo být tak vysoko, že jezdec skoro stál. Za půl roku chystá Daimler originální dárek pro svou choť Emmu – koupí od dvorního kočárníka Wimpfa kočár a nejprve odřizne dlouhé bidlo oje. Motor byl pod sedadlem. Policie města Cannstattu mu ovšem zakázala na silnici, proto zkouší svůj motor na člunu. Pak je

114

namontován na vzducholoď. 1887 je vyrobena motorová lokomotiva, omnibus 1898. Byl pro 12 cestujících, měl oddělenou kabinu řidiče a prostor pro zavazadla. První nákladní automobil s dvouválcovým motorem o výkonu 7 kW a nosnosti 5 t. byla vyrobena pro firmu British Motor Syndicate. S tímto nákladním automobilem vzbudili rozruch i o dva roky později v Paříži, kde se Daimler setkal s další ženou, osudově posunuvší automobilismus o další krok dál. Advokát Sarasin z Paříže se rozhodl vyzkoušet zájem o Daimlerovy motory v automobilové úpravě ve Francii. Nedlouho po tomto slibu však zemřel. Vdova, paní Luisa Sarasinová, ještě v době vdovského smutku přijela za Daimlerem a ujistila ho, že se smrtí manžela na úmluvě nic nemění a platí dál. Řekla že se jí Daimlerovy automobily tak líbí, že si jejich rozšíření ve Francii vezme na starost sama. Jenže i k uskutečnění této myšlenky přece jen potřebovala také muže, a obrátila se na výrobce parket pana Levassora, a přesvědčila ho, že parkety může dělat kdokoliv, on že je povolán vrhnout se na auta. Paní Luise Sarasinové nedokázal pan Levassor ani v tomto vzdorovat, a tak to byl on, kdo postavil r. 1888 Daimlerův motor ve Francii na kola. Vedle toho, čistě mimochodem přijme pan Levassor za vlastní i paní Luisu Sarassinovou. Na světové výstavě v Paříži roku 1889 sklidil automobil s Daimlerovým motorem veliký úspěch, a tím začíná historie automobilismu ve Francii. Se zpožděním se pak rozběhne výroba automobilů i v Německu, v Canstattu vyrostla Daimler-Motoren-Gesellschaft, v Mannheimu podniká ve stejném oboru Karl Benz. Oba závody postupně splynou, a vůz, na němž pracoval Daimlerův syn, „vůz s ocelovými koly“, dostane jméno po dceři rakouského konsula v Nice Jellineka – Mercedes. A to je třetí dotyk ženy, kterým rostlo Daimlerovo automobilové dílo. Spory o prvenství v automobilismu vyústily v 50. letech do tiché dohody. Daimler a Benz postavili první provozuschopný automobil, a to v r. 1886, zatímco francouzské firmy Panhard & Levassor a Peugeot se na začátku 90. let zasloužily o obchodní úspěch novinky. Tak to ovšem platilo až do blížícího se 100. Jubilea, kdy se bitva o prvenství rozhořela znovu. Příčinou byly nově objevené „senzační“ dokumenty ukazující, že jistý Edouard Delamare-Deboutteville z Rouenu již roku 1884 postavil čtyřkolový kočár, poháněný vzadu umístěným dvouválcovým čtyřdobým motorem. Ještě o rok dříve prý postavil jednoválcovou tříkolku. Dle nově objevených dokumentů tentýž konstruktér na počátku 80. let zkonstruoval řadu stacionárních motorů pro průmyslové účely. Největším problémem je však dokázat, že se tento automobil tehdy 28 letého vynálezce skutečně vlastní silou pohyboval. Jistou oporou je patentní spis vynálezce a jeho asistenta Léona Malanolina s datem 12.2.1884, a jediným svědectvím o tom, že „to jelo“ je pamětní deska na silnici u Fontaine-le-Bourg-Cailly. Na desce stojí, že zde byla podniknuta 1883 jízda s vozidlem poháněným spalovacím motorem. Na neštěstí však ona pamětní deska pochází z roku 1906…

Švýcarský nárok na prvenství se opírá o postavu Isaaca de Rivaz, vysloužilého francouzského důstojníka. Ten roku 1807 obdržel od francouzského ministerstva vnitra patent na pohon vozidel spalovacím motorem, podepsaný samotným Napoleonem. Jsou i důkazy o tom, že Rivazův automobil opravdu jezdil. Svědčí o tom novinová zpráva z r. 1812, kde stojí: Čtyři lidé sedli na vůz a při každé explozi motoru ujeli 19 stop. Vůz takto popojel více než stokrát při 14 až 15 explozích za minutu, bez jakékoliv poruchy. Pohyb byl tedy poněkud trhavý a ještě horší je, že kanton Vallis patřil tehdy k Francii a nikoliv k Švýcarsku.

Proto tedy lze jen těžko upřít prvenství Carla Benze a Gottlieba Daimlera. Benzova tříkolka byly prvním dopravním prostředkem, který byl poháněn spalovacím motorem a byl schopen praktické jízdy. Nebyl to motorizovaný kočár, nýbrž konstrukční organický celek. První veřejná jízda se konala 3. července 1886 v Mannheimu a okolí. Ležatý vodou chlazený jednoválec o objemu 987,7 cm měl výkon 0,6 kW při 250 ot./min. měl

115

odpařovací chlazení s kondenzátorem, rozvod šoupátky, jiskrové zapalování a odpařovací karburátor předehřívaný výfukem. Rám byl z kotlových trubek, drátová kola dodala firma Kleyer. Předlohový hřídel s pevnou a volnoběžnou řemenicí nahrazoval převodovku a poháněl řetězem zadní kola. Největší rychlost byla 15 km/hod.

Gottlieb Daimler pracoval na vývoji automobilu nezávisle, a jeho zájem byl soustředěn především na pohonnou jednotku. Jak již bylo řečeno v kapitole věnované motorům, na rozdíl od Benze i Maybacha se domníval, že motor bude připojován k stávajícím dopravním prostředkům, podobně jak lze lodní motor připojit k čemukoliv, co se drží na vodě. Šlo mu o motor o vysokém výkonu a nízké hmotnosti. Jeho jednoválcový motor měl objem 465 cm při vrtání 70 mm a zdvihu 120 mm, výkon 0,8 kW při 650 ot./min. Funkci diferenciálu zastávaly třecí spojky po každé straně předlohy, do ozubených věnců na kolech zapadaly pastorky nasazené na předlohovém hřídeli. Řazení rychlostí se dělo přesouváním plochého řemene na dvoustupňové řemenici a bylo možno pouze při stojícím vozidle. Kočárovou konstrukci sportovního typu America dodal dvorní dodavatel Wimpff ze Stuttgartu.

V USA zasáhli do výroby automobilu poměrně pozdě, až začátkem 90. let 19. století. K prvním americkým automobilům patří výrobky bratří Duryeů, a i to byly motorizované kočáry. Nejprve experimentovali s třecím převodem, , v roce 1894 přešli k tehdy „klasické“ převodovce s řazením třecími spojkami. Druhý postavený exemplář z roku 1895 vyhrál první závod samohybných vozů na americkém kontinentě, vedoucí po bídných cestách z Chicaga do Evanstonu. Druhým vozem byl ovšem výrobek firmy Benz. Prvenství patří Američanům v uplatnění rotačního motoru, a to od konstruktéra Stephana Balzera. Jeho první automobil z r. 1894 byl poháněn rotačním tříválcem. Pětiválcové rotační motory byly paterně spolehlivé, protože je od Balzera kupovala značka Carey až do roku 1906. K dalším známým jménům z počátku amerického automobilového průmyslu patří R.E. Olds a E. J. Pennington. Ransom Eli Olds postavil v r. 1891 pokusnou tříkolku s parním pohonem a o 6 let později jeden z prvních amerických vozů se spalovacím motorem. Pohonnou jednotku tvořil jednoválec o výkonu 4,4 kW umístěný vodorovně vzadu pod podlahou. Byl chlazen vodou, měl automatický sací ventil, výfukový ventil byl ovládán vačkou. Zapalování bylo odtrhovací, mechanické čerpadlo paliva a třístupňová planetová převodovka s třecími spojkami a řetězovým převodem na kola patřily k automobilům této epochy. Stejně tak i tuhé nápravy a příčná nebo podélná čtvrteliptická pera. Výtvory E.J. Penningtona byly sice vystavovány na autosalonech, ale v praktickém provozu se neosvědčily. Obchodní talent však přinesl tomuto konstruktérovi úspěch, neboť se mu podařilo veškeré své patenty prodat anglickému průmyslníkovi H.J. Lawsonovi za 100 000 LST v hotovosti. Další dějiny automobilu ponecháváme opět jako volné pole k průběžnému doplňování. Pole je to neomezené.

Doprava říční a námořní

Plavidla pravěkáŘeka či vodní hladina představuje pro člověka jako suchozemského tvora vždy překážku. I když jsou plavci, kteří dovedou přeplavat Lamanšský průliv, pro většinu lidstva představuje již poněkud rozvodněný potok nepřekročitelnou překážku. Je nesporně jedním z velkých intelektuálních výkonů to, že člověk dokázal vyhodnotit holý fakt plovoucího kmene nebo větve. Snad kmen, ležící jedním koncem na břehu a druhým plovoucí na vodě přivedl člověka k úžasnému poznání, že může být i jakási náhradní pevná země i na vodní hladině… Je to

116

náhrada sice vratká, stačí někdy pouze na to, aby měl člověk pouze hlavu nad vodou, ale i to někdy stačí. Prám z několika kmenů je již velkým vítězstvím nad vodou a jejími zrádnými hlubinami. Další objevenou možností jsou nafouknuté zvířecí kůže, jak to ukazuje kresba asyrského vojska, překonávajícího pomocí těchto plavidel vodní tok. Na základě jeskynních kreseb i nálezů v bahenních nánosech je patrno, že první plavidla, přibližující se budoucí podobě lodi, byla vyrobena i tak, že svazek ohebného proutí, stonků papyru nebo rákosu byly na koncích svázány a prostředek rozevřen a vyklenut. Takto dosažený výchozí polotovar byl dále vypleten a vymazán hlínou nebo smůlou. Egyptské čluny ze 4- - 2 století ante byly podobným způsobem sestaveny z úzkých planěk, které byly navzájem sešity dřevěnými kolíky a pro zvýšení pevnosti byly oba svázané konce těchto planěk spojeny napínacím lanem. Takto zhotovená plavidla ovšem snesla pouze nevelké a spíše klidné zatížení, poněvadž byla ráda, že se udržela na vodě sama. Byla proto používána pouze pro méně nebezpečné vody říční nebo jezerní. Počátek solidní lodi je možno nalézt v severských končinách. Jsou to lodi, ve kterých jsou použita jako obšívka (terminus technicus) široká prkna, která netvoří hlavní nosnou konstrukci lodi – jsou připevňována na soustavu žeber. Ony široké plaňky se opět sešily a netěsnosti se ucpaly. V polovici druhého tisíciletí došlo k výměně vzdělanosti egyptské a mykénsko-nordické, protože v té době již podle archeologických nálezů dokázali Normané doplout do Mezopotámie, Indie a dalších asijských končin. Od té doby se začínají nalézat v babylonské říši nejen lodě egyptského tvaru, zakončené vazy v podobě lotosového květu, nýbrž i lodi severského typu s bodcem na přídi a rohovitě dozadu zahnutým zadním vazem. I v této době se však v jiných končinách světa stavěly primitivní čluny z rákosu, proutí či dokonce zvířecích kostí, a obšívána jsou zvířecími kůžemi nebo kůrou. Tvary některých z těchto lodí naznačuje, že jejich stavitel se snažil tvarově napodobit rybu. Kožené čluny byly v některých končinách velmi rozšířeny, i když se o nich nedochovalo mnoho dokladů. Byla to nejspíše jakési kruhové mělké nádoby, postrádající příď i záď v tradičním lodním smyslu. Podobně vypadaly i korové lodi, které byly podle zpráv cestovatelů vyráběny domorodci v Africe, Severní Asii, stejně jako v Severní a jižní Americe. Funkci žeber zde plní zohýbané a hustě vedle sebe položené větve. S těmito křehkými skořápkami se odvažovali vyplout i s ženami a dětmi na lov na moře. Člun z tohoto materiálu je sice velice lehký, ale vydrží asi pouze půl roku. Další velmi rozšířenou metodou je vypalování kmene ohněm. Podrobně je tento způsob popsán Angličanem Thomasem Hariotem z jeho pobytu ve Virginii v Americe r. 1585. Strom byl poražen „upálením“, tedy tak, že kolem něj byl rozdělán oheň který postupně kmen nahlodal do té míry, že strom padl. Ohněm byl i zbaven kůry a větví. Když byl kmen očištěn, byl položen na dřevěné kozlíky a na jeho horní části byl rozdělán oheň. Ten byl po čase uhašen, a lasturami a kameny bylo oškrábáno zuhelnatělé dřevo, a poté byl oheň znovu rozdělán a celý postup se tak dlouho opakoval, dokud nebyl kmen dostatečně vyhlouben. Tak se zhotovovaly první kanoe, které obvykle unesly 3 - 4 lidi, avšak byla i kanoe tak velká, že unesla 20 – 40 mužů. Stejným způsobem se dodnes zhotovují kanoe na ostrově Trinidadu, pouze na škrábání se místo lastur používají nástroje železné. S čluny z vyhloubených kmenů se setkávali i římští spisovatelé (Plinius, Tacitus) a to zejména na maloasijském pobřeží. Některé z velkých kanoí byly již příčně vyztuženy Jako žebra sloužily vhodným způsobem křivě rostlého dřeva. Postupným prodlužováním kanoe se sice zvětšovala délka, avšak pro námořní plavbu bylo třeba zvýšit i boky. To se dělo „přišitím“ širokého prkna k obrubě kanoe. Tento vývoj je možno sledovat jak v Oceánii, tak v Severní Austrálii, ale i ve Skandinávii a ve Švýcarsku. V některých případech se kmen již vůbec nevyhluboval, nýbrž sloužil za spodek člunu. To je vlastně počátek budoucího základního konstrukčního prvku lodního trupu, kterým je tzv.

117

páteřník. Důležitým zdokonalením byl dále právě v Asii dodnes často viděný plovák, připevněný k lodi rovnoběžně s osou ve vzdálenosti několika metrů. Ten dodává lodi stabilitu i za vlnobití. Snad to bylo tak, že si někdo postavil rohož na loď aby mu uschla, a v  náhlém závanu větru mu i s lodí odplula. Plachty, které byly ovšem přesně vzato rohožemi, užívali Číňané mnohem dříve než ostatní národy. Tento typ příčně vyztužených rohoží používají na svých lodích Číňané dodnes, tato plavidla s plochým dnem se nazývají džunky. Cestovatel Marco Polo (1256-1323) o nich píše, že jsou na moři zdatnější než tehdejší lodi benátské, a že jsou téměř nepotopitelné, protože mají na obou koncích vodotěsné vzdušné komory. Dlužno připomenout, že se tímto svědectvím cítili být benátští stavitelé lodi uraženi a prohlásili to za nesmysl a Marca Pola za lháře. Velmi jednoduchým plavidlem s větší nosností ovšem byl a dlouho zůstal vor. V některých končinách Ameriky a Asie byly vory používány k námořnímu rybolovu. Zvláštním druhem voru byl assyrský „kelek“ – byl to vor, který byl nadnášen vzduchem naplněnými měchy. Tím se ovšem dostáváme k tomu, aby byly stručně popsány lodi jednotlivých starověkých kultur.

Lodě asyrské

Asyrie byla jedním z mnoha státních útvarů, které je možno pozorovat v několik tisíciletí trvajících dějinách vyspělých kultur v Mezopotámii. Je to jinak území vnitrozemské, které je však s mořem spojeno řekami, a to především Tygridem, na jehož horním toku leží. Později, kdy ovládli celou Mezopotámii, měli k dispozici i řeku Eufrat. Obě tyto řeky ještě ústily do moře odděleně, a to v rozlehlé vzájemně propletené deltě. Bylo to řečiště pro plavbu velmi nepříznivé, avšak jiná cesta k moři nebyla. Asyřané však sami lodi stavět nedovedli, dokázali však využít umění těch národů, které se stavbou lodí již dávno zabývaly. Asyřané jim dokázali opatřovat potřebné dřevo z Libanonu a Arménie, a lodní stavitele z fénických přístavních měst Týru a Sidonu. Takovým způsobem vzniklo mocné asyrské loďstvo, zachycené na četných reliéfech z 8. A 7. Stol. ante. Tyto reliéfy byly objeveny r. 1845 anglickým archeologem Lagardem v troskách Senacheribova paláce v bývalém hlavním městě říše Ninive. Assyřané používali dva druhy plavidel – jednak vory a dále lodi. Vor „kelek“ měl pod vlastním vorem z trámů, který sloužil jako paluba, měchy z velbloudích kůží. Kelek měl značnou nosnost a bylo možno ho použít i na prudkých vodách horních toků řek. Hotovily se keleky, nadnášené i několika sty měchů. Měchy se používaly i samy o sobě pro plavání jednoho člověka. Měch ovšem nebyl zcela vzduchotěsný a vzduch z něj unikal, jeho doplňování se dělo trubicí, která byla k měchu připevněna a plavec vzduch dofukoval. Další typ plavidla měl tvar kulatého člunu, jehož trup byl dřevěné nebo proutěné košíkové konstrukce, která byla obalena zvířecí kůží a utěsněné asfaltem. Nejmenší takový člun byl pro dvě osoby, jednoho osla a malé množství dalšího nákladu. Větší plavidla tohoto typu pojala více osob a oslů. Osel byl vždy součástí přepravovaného nákladu proto, protože Asyřané pluli na těchto lodích po proudu na trh, kde prodali zboží i s lodí a na oslu se vraceli zpět, protože proti proudu plout nebylo možno. Kožišiny, které byly roztaženy jako ochrana proti Slunci nad lodí ovšem brali s sebou zpět.

Egyptské lodi

118

Egypťané se přistěhovali v „předhistorické době do Severní Afriky, kde si podrobili domorodé obyvatelstvo a založily řadu malých států, které se postupně sloučily ve dvě a nakonec v jednu říši. Tzv. Stará říše dosáhla svého vrcholu v 27. století ante, nejslavnější období bývá kladeno do 15. stol. ante. Egypťané provozovali rozsáhlý obchod s okolními národy, a to jak po souši, tak po vodě. Plavba byla soustředěna především na Nil, který byl přirozenou dopravní páteří celé říše, dále existovaly splavné průplavy a námořní plavba byla provozována především na Rudém moři. Dovednost při stavbě lodí si osvojili velmi záhy, a jejich učiteli byli, podobně jako u Assyřanů, Féničané. O egyptských lodích existuje poměrně mnoho informací v podobě maleb, rytin a reliéfů, a to především o lodích říčních, avšak i námořních. Námořní plavba se ovšem uskutečňovala pouze při pobřeží a za dne, večer byly lodi vytaženy z vody a posádka trávila noc kolem ohně, a postarala se rovněž o potravu, kterou nebylo nutno vézt na celou cestu s sebou. Tak dopluli až do Somálska, odkud taková výprava přivezla myrrhové stromy, cihly elektronu (slitina zlata a stříbra) a ebenové dřevo. Další svědectví mluví o námořní výpravě královny Hatšepsut, která panovala v 11. Stol. Tato výprava je rovněž zachycena na malbách, vynikajících přesností a výstižností. Dle těchto maleb je možno rozdělit egyptské lodi do dvou skupin – lodi z nejstarší doby, asi do 2100 ante, a lodi mladší. Lodi z nejstarší doby měly pádlovací vesla, veslaři sedí tváří ve směru plavby, mladší lodi mají již vesla obyčejná, takže sedí obráceně. Námořní lodi měly trup z asi 1 m dlouhých fošen, a to proto, že akátové a sykomorové dřevo větší délku neposkytuje. Delší dřevo muselo být dováženo z Libanonu. Konstrukce páteře a obou vazů není známa, protože však lodi měly ploché dno, musela páteř ležet uvnitř lodi. Na obou koncích lodi bylo svisle postavené prkno, na němž byl hieroglyfický znak pro život – oko. Jednotlivé fošny, tvořící obšívku, se kladly přitesanými stranami vedle sebe (dno) nebo na sebe a poté v nich byly vydlabány obdélníkové otvory, do nichž se zatloukaly dřevěné čepy, zapadající druhou půlkou do druhého trámu. Stejně se v Egyptě spojovala prkna pro rakve. Neměly tedy žebra, tuhost lodi byla zajišťována pouze konstrukcí obšívky. Měly trámy, nesoucí palubu, je ovšem též neznámo, jak byly spojeny s boky. Paluba byla z krátkých prken, která se zapouštěla do drážek palubníků, tak, že vrchní strana palubníků byla v jedné úrovni s palubou. Palubníky bylo možno odejmout, veslaři někdy seděli na palubních trámcích. Protože se lodi vytahovaly na noc na břeh, měly příď i záď nahoru zdviženou. Výztuhou bylo lano, které přes podpory spojovalo příď se zádí a bylo možno ho přiměřeně napnout. Nilské lodi mohly plout proti proudu s využitím větru, který obvykle vane od středozemního moře. Stěžeň plachetních lodí měl tvar dvou mírně rozkročených trámů, mezi kterými probíhalo napínací lano. Stožár byl sklápěcí, vztyčený měl výšku až 10 m a byl upevněn provazovými úpony, z nichž jeden šel k přídi a několik k zádi lodi. Plachty byly obdélníkové, upevněny byly na ráhně, pevně spojeném se stěžněm. Plachta nebyla spouštěcí, sklápěla se i se stožárem. Plachta byla poměrně vysoká a úzká, byla složena z obdélníkových pásů silné látky, ale i z palmových listů, spletených v rohože nebo z papyru. Plachta neměla dole plachetní tyč, nýbrž pouze v každém rohu úpon, kterým se přivazovala na úvazníky. Celková plocha plachty činila 60-70 m. Pokud nevál příznivý vítr nebo bylo nutno plavbu urychlit, pak se buď veslovalo nebo se loď vlekla lidmi nebo koňmi. Vlečné koně si loď sama vezla v lodní stáji. Pro vlek byl na přídi nebo i na zádi kůl k upevnění vlečného lana. Směr plavby se řídil zvláštními velkými kormidelními vesly, kterých bylo po obou stranách lodi několik. Kormidelní vesla byla zavěšena a procházela provazovými oky nebo otvory v galerii lodi. Jako kotva byly používány kameny, zavěšené na laně na přídi lodi. Podle řeckého historika Herodota vážila egyptská kotva asi 50 kg. Kotva byla při plavbě po proudu v případě příliš prudkého toku vlečena po dně a mírnila rychlost plavby.

119

Válečné lodi měly na stožáru koš, ze kterého se na nepřátelskou loď metaly šípy nebo kameny. Zvýšena byla příď i záď, kde byli lučištníci a kormidelníci, veslaři byli chráněni zvláštním krytem. Velikost egyptských lodí lze odvodit z maleb na královských hrobech. Vychází z toho celková délka kolem 30 m, délka na vodorysce 18 m, šířka asi 8 m a ponor 1,2 m. Těmto rozměrům by odpovídala nosnost asi 90 t. Z jiných nálezů však bývají odvozovány rozměry takřka dvojnásobné. Loď měla asi 30 veslařů, kteří veslovali v rytmu, rukou nebo povely. Kormidelníci byli obvykle dva a dále byli na lodi 4 strážci plachet, 9 námořních vojáků a několik lodních a armádních důstojníků. Celkem čítala posádka kolem 50 lidí. Lodi byly v Egyptě natolik váženy, že se jejich modely nalézají v hrobkách králů i prostých lidí. Lodi mladší generace mají několik konstrukčních zdokonalení, takže se zlepšila jejich manévrovatelnost i rychlost. Byly také nádherněji vypraveny a měly na přídi i zádi ohraničené místo pro kapitána na zádi a pro lodivoda nebo hlídku na přídi. Větší změny jsou patrny v konstrukci plachetního zařízení. Stožáry, které se často lámaly, se zkracují na 5 m, plachta je však příčně prodloužena až na 10 m. Již pouze jeden stěžeň se staví vlevo od napínacího lana a již se nesklápí, takže chybí sklápěcí mechanismus. Plachta, sešitá z pruhů, je navlečena na dvě ráhna a je zařízena na spouštění, a to pohyblivým horním břevnem. Kormidelní veslo je rovněž zdokonaleno a ovládá se srpovitě zahnutým držadlem. Téměř každá loď měla kabinu, ať již šlo o loď reprezentativní nebo obchodní. Boky lodí bývaly pestře pomalovány, na královské lodi byla ozdobena i kormidla a nechyběly ani zlaté sochy bohů. Veslaři mívali stejnokroje.Egypt bohatl především vývozem zemědělských plodin a výrobků svého chemického průmyslu, především barev, parfémů, léků. Egypt však měl nedostatek vhodných přístavů, a ty sloužily spíše cizím lodím než egyptským. Byli to hlavně Féničané, kteří vyváželi egyptské výrobky, krom zmíněných i látky, sklo a keramiku a dováželi antimonové a olověné rudy, drahé kovy, železo z Indie, vzácná dřeva a pryskyřice. Důležitým a velmi dlouho budovaným dílem byl průplav, spojující Nil s rudým mořem. Tento průplav byl několikrát budován a několikrát byly práce zastaveny, nejprve na základě varování, že hladina Rudého moře je výše než Středozemního, a že by tedy voda zatopila Egypt, a dále z obavy, že by mohl být zneužit nepřáteli Egypta. Průplav proto dokončil teprve Ptolemaios II. r. 285 ante. V průplavu mohly vedle sebe plout tři trojveslice. Průplav byl splavný až do 14. Stol., od té doby však přestal být udržován, chátral a posléze se zanesl a byl zapomenut.

Loďstvo fénické Féničané byli semitským národem, který bydlel ve starověku na úzkém, 1000 km dlouhém a asi 150 km širokém pruhu syrského pobřeží. V krajích, do kterých dopluli pak zakládali obchodní kolonie a města, z nichž jedno z nejznámějších bylo Kartágo v severní Africe. Féničané byli rození plavci a obchodníci. Ze všech národů byli první, kteří se odvážili na širé moře, kdy ostatní pluli opatrně při pobřeží. Měli znamenité nautické schopnosti. Neznali sice ani kompas, ani astroláb, ale dokázali se orientovat podle polohy hvězd, zejména podle souhvězdí Malého vozu, protože měli dobré vědomosti astronomické. Na svých plavbách se dostali až za Herkulovy sloupy, tedy Gibraltar, k západnímu pobřeží Afriky a na sever až do Anglie a Severního a Baltického moře. Také podle Herodota jako první Afriku obepluli. O Féničanech se zachovalo velmi málo památek, a podobně je velmi málo vyobrazení jejich lodí. Na základě dostupných památek je možno předpokládat, že užívali dva druhy lodí.1. těžké obchodní lodi (gauly)2. lehké lodi pro dálkové námořní výpravy (galéry)

120

Jejich konstrukce byla celkem stejná. Páteřník byl uložen uvnitř nad dnem lodi a vybíhal na obou koncích ve svislé vazy, z nichž přední byl zakončen koňskou hlavou, která měla emailové oči a červený nátěr a někdy byla ozdobena zlatou ohlávkou. Byl to symbol svěžesti a rychlosti. Konec zadního vazu byl vytažen přímo vzhůru a měl tvar rybího ocasu. Těžké solidní gauly měly zaoblený bachratý trup a vysoké boky. Plachty byly navlečeny na dvě vodorovné tyče. Zda lodi měly žebra není známo, avšak lze to předpokládat. Lodní trup byl zesílen měděnými deskami, chybělo však spínací lano, konce lodí nebyly převislé, a nebyly zde proto síly, které by toto lano muselo zachycovat. Paluba byla stavěna pevněji než na lodích egyptských, paluba byla vodotěsná a nerozebíratelná. Poměrně nízký stěžeň měl na vrcholu koš, na kterém stála hlídka,.byl sklápěcí a sklápěl se, pokud by náklad překážel použití plachet. Hlavní části lodi – páteřník, boky, žebra a stěžeň – byly z libanonského cedrového dřeva, vesla a kormidla byla z dřeva dubového, plachty z egyptského plátna.Plulo se pak veslováním. Kormidlovací vesla byla podobně jako u egyptských lodí na zádi lodi.Prázdné lodi však vždy používaly plachty i vesla. Při dlouhých plavbách se plulo především pod plachtami a veslovalo pouze za bezvětří nebo při manévrech. Pro tyto úkoly stačila pouze celkem nevelká posádka, větší počet veslařů se vysvětluje tím, že byli zároveň vojáky a mohli bránit loď nebo plnit jiné úkoly. Posádky bývaly odvážné a spolehlivé. Válečné lodi Féničané nestavěli, účastnili se pouze řecko-perských válek na straně Peršanů – Xerxes použil k některým operacím fénické lodi. Féničané obchodovali s mědí, vozili zlato z ostrova Gaulos u Sicilie, stavební dříví, cín z Anglie, dobytek z Mezopotámie, hliněné nádoby z Kréty, stavební kámen z Melitu u Sicilie, látky, klenoty, purpur, masti, pryskyřice, léky, sklo, víno a další komodity. Velké příjmy měli i z obchodu s otroky. Dle Xenofontova líčení panoval na fénických lodích vzorný pořádek a smysl pro účelnost. Výnosný obchod a bohatství přivedlo však, jak již to bývá, Féničany k záhubě. Pro své bohatství se stali kořistí Asyřanů i Peršanů, a jejich obchod začal upadat. Déle se udržela sláva africké osady Kartága, které v době svého rozkvětu realizovalo námořní obchod pro Římskou říši, se kterou žili v harmonické shodě. Ve 3. stol ante. se však Kartágo dostalo s Římem do konfliktu o ostrov Sicílii, jejímž následkem byly 43 let trvající punské války, ve kterých byli Kartaginci nakonec poraženi a Kartágo zbořeno. Středomoří se pak stalo doménou Římanů, kteří Středozemní moře nazývali skromně Mare nostrum, Naše moře.

Řecké lodi

Bohatě členěné pobřeží Řecka, dlouhé asi 2000 km, mnoho dobrých přístavů a ostrovů přímo vybízelo k mořeplavbě, a Řekové tuto výzvu plně přijali. Byli nejlepšími námořníky po Féničanech, které v jistém čase také nahradili. K rozvoji řecké mořeplavby přispěly i rozhárané politické poměry po většinu řeckých dějin, dobrá naděje na zisk a také velká podnikavost a dobrodružnost Řeků. Řecké osady byly rozesety od pobřeží Černého moře, přes pobřeží Malé Asie, v jižní Itálii a na Sicílii. Rozvoj mořeplavby v Řecku byl nakonec dán i podobou povrchu Řecka – vnitrozemí bylo špatně prostupné, takže cesta z východního pobřeží na západní byla snazší po moři. Řekové se na rozdíl od Féničanů neangažovali pouze obchodně, nýbrž usilovali o podrobení území, se kterými obchodovali, a také používali loďstvo pro účely vojenské a válečné. O konstrukci řeckých lodí není mnoho spolehlivých zpráv. Jeden z podrobnějších popisů lodi pochází z Homérových eposů Ilias a Odyssea. Popisy lodí v dílech řeckých klasiků jsou zcela povrchní. Je to asi tím, že pokládali tyto informace za natolik známé, že neshledávali potřebným se o nich obšírněji vyjadřovat. Šlo jim proto spíše o vylíčení činů slavných reků a

121

námořního života. Spisovatelé pozdější sice o lodích píší více, ovšem vplétají do svých líčení názvosloví své doby, a tím uvádějí do věci spíše zmatek než řád. Z toho co je známo lze usoudit toto: první řecké lodi byly malé, neměly palubu a neměly na přídi bodec k proražení boku nepřátelské lodi. Oba konce byly vzhůru zahnuté, natřeny byly černou tekutou smůlou, pouze konce byly natřeny červeně nebo modře. Vnější vzhled řecké lodi po trojských válkách ukazuje dlouhé lodi bez paluby se zádí zdviženou a zahnutou směrem k lodi a končící někdy ptačí hlavou. Příď vybíhá v dlouhou ostruhu – bodec. Na přídi je ohrazené místo pro velitele lodi, po stranách je řada vesel a vzadu kormidlo. Jsou to pravděpodobně lodi válečné. Později Řekové své lodi zdokonalili, ale teprve Perikles prosadil, aby se v Pireu začalo stavět 200 triér. Výsledkem bylo řecké vítězství nad mnohem početnějším perským loďstvem v  Salaminské úžině a u mysu Mykaly. Attická triéra se zde tak proslavila, že se stala vzorem pro ostatní řecké lodi. Pouze v pozdější době byly ojediněle stavěny tetréry a pentéry, o jejichž konstrukci není rovněž známo nic určitějšího. Řecké lodi můžeme dělit na válečné a dopravní. Válečné lodi byly rychlejší, štíhlejší a delší než lodě obchodní. Hybnou silou válečných lodí byla vesla, u obchodních lodí to byly plachty, vesla měla pouze pomocnou roli. V případě válečných operací ovšem i obchodní lodi plnily některé úkoly – výzvědné, zásobovací, opravárenské a jiné. Nejstarší válečné lodi byly jednořadé veslice, kde až 50 veslařů sedělo za sebou po obou bocích lodi. Lodě s více řadami veslařů vznikly z potřeby větší nosnosti a větší rychlosti lodi. Zvýšení rychlosti lodi je ovšem problém, vyjádřitelný snadno matematicky. Odpor prostředí, kladený pohybu roste se čtvercem rychlosti, a síla potřebná k překonání tohoto odporu roste s třetí mocninou rychlosti. Zdvojnásobení rychlosti lodi by proto předpokládalo osmkrát větší pohonnou sílu. Zvýšení pohonné síly, tedy počtu veslařů, nelze dosáhnout jejich posazením do jedné řady, protože by neúnosně vzrostla délka lodi. Lepším řešením se ukázala loď s více řadami veslařů, z nichž nejznámější a nejúspěšnější byla triéra se třemi řadami veslařů. Triéry se udržely 2000 let a byly opuštěny až po zavedení střelných zbraní. Víceřadé lodi nebyly ovšem v Řecku stavěny podle jednotného vzoru, lišily se výrobky jednotlivých loděnic, tak se i lišily lodě podle svého účelu. Stavba lodi byla zahájena na mírném pobřežním svahu položením základního dlouhého čtyřhranného trámu, který tvořil hlavní podélnou výztuhu lodi proti prohnutí. Tato výztuha se nazývá páteřník. U obchodních lodí byl páteřník z jedlového dřeva, u válečných z dubu. Protože Řekové vytahovali lodi každý večer z vody na břeh, byl na páteřník přibit na jeho ochranu ještě jeden slabší trám, tzv. falešný páteřník. Lodi se vytahovaly nejprve ručně, později rumpálem, který vynalezl Archimedes. Po souši přetahovali Řekové lodi někdy značně daleko, například přes Korintskou šíji. Páteřník se na koncích mírně zvedal, a na konce byly připojeny oba lodní vazy, a to šikmo vpřed, kolmo či mírně dozadu. Protože přední vaz zachycoval většinu nárazů, které mohly loď potkat, a byl na něm také připevněn kloun, byl zvlášť pevně složen z několika přeplátovaných a hřeby spojených dílů, mnohdy byl i okován. Zadní vaz je rovněž skloněn směrem k lodi, oba lodní vazy jsou spojeny koleny s páteřníkem a opřeny o něj silnými trámci. Na páteřník byla poté nasazena žebra. Byla to dřeva tvaru U, vyříznutá buď z křivě rostlého dřeva nebo složená z několika přeplátovaných, sklížených a kolíky sbitých částí, aby se dosáhlo žádaného tvaru. Úkolem žeber je vyztužení trupu lodi v příčném směru tak, aby dokázal odolávat tlaku lodi a do jisté míry i nárazům. Zároveň slouží pro upevnění postranic, tedy lodních boků, a k položení paluby, případně pro upevnění příčných výztuh trupu. Spodní část žebra měla výřez, kterým žebro zapadalo na páteřník. Aby byla žebra upevněna ve své poloze, byl přes jejich torní střední hranu položen druhý podélný trámec, rovnoběžný s páteřníkem. Ten měl výřezy ve své spodní části, a jimi zapadal do dolní střední části žeber. Žebra byla tedy pevně zaklesnuta do těchto dvou podélných trámců.

122

Na žebra se přibíjela dlouhá silná prkna obšívky, která byla z lipového nebo bukového dřeva. Prkna se nastavovala tím, že se jejich konce šikmo seřízly a sbily hřeby, a spojené místo se vyztužilo přeplátováním dalším kratším prknem z vnitřní strany. Tak vznikly rovnoběžné pásy, které byly na koncích zapuštěny do vazů.Tyto pásy nejen vytvářejí onu vlastní loď, jako vodotěsnou prostoru, ale vyztužují též trup v podélném směru. Poslední pás na horním konci žeber tvoří silnější trám, do kterého jsou zapuštěny kolíky pro oporu vesel. Hotový lodní trup byl utěsněn koudelí, která se zatloukala tupým dlátem do všech spár. Utěsnění bylo dokončeno zalitím všech spár smolou, voskem nebo jejich směsí. Někdy se nejdůležitější části velkých lodí pobíjely olověným plechem, podloženým nadehtovaným plátnem. Takto hotový trup byl obvykle již pouze doplněn na dně dřevěnou rozebírací podlahou, a voda, která se pod ní shromažďovala vyla vybírána a vylévána přes okraj lodi. Obyčejné lodi měly jen částečnou palubu, nebo chyběla vůbec. Obednění vnitřního prostoru a celá paluba se stavěla jen u těch lodí, které měly převážet drahocenný náklad, který nesměl být poškozen vodou. Střední část lodi byla zprvu zcela otevřená a sloužila pro veslaře a na válečných lodích pro vojsko. Nekrytá šířka tohoto prostoru se postupně zužovala, protože se podél boku stavěly lávky pro snazší obranu lodi. Tyto lávky se postupně tak rozšířily, že vznikla paluba, která však měla vždy ve středu lodi úzký nekrytý prostor. Ten sloužil pro sklopení stěžně a uložení vesel. Palubu nesly trámce spojující a zpevňující konce žeber. Paluba byla ve střední části lodi nižší, aby byli veslaři co nejblíže hladině a snadněji se jim veslovalo. Jeden nebo oba konce lodi byly vyvýšeny, a v těchto náznacích palubní nástavby byly nepohodlné prostory na spaní, zásoby pitné vody a různé lodní potřeby, například lanoví. V zadním vyvýšeném konci byly dřevěná a látkou vyložená kajuta kapitána lodi a sklápěcí můstek, který se v boji spustil na nepřátelskou loď. Na vyvýšených přídích byly na válečných lodích různé válečné stroje, dále tzv. „delfín“ – těžký železný nebo olověný nosník, který se mohl hodit na nepřátelskou loď k jejímu proražení. Stálo tu i zařízení ke sklopení a vztyčení stěžně, kotevní zdvihadla a další. Pro zvýšení pevnosti a tuhosti celého trupu býval někdy lodní trup obtočen silným lanem, zvaným hypozome. Toto zpevnění se používalo pouze u válečných lodí, lano do jisté míry chránilo lodní trup při srážkách v boji. Plachetní výzbroj řeckých lodí byla velmi jednoduchá. Lodi měly jeden stěžeň, který spočíval na páteřníku, kde byl zapuštěn do zvláštní podnože. Protože se stěžně lámaly větrem obvykle ve výši paluby, byl zde zvláště zesílen. Pokud se stěžeň sklápěl, a to na menších lodích a lodích válečných, sklápěl se dozadu. Sklopený stěžeň spočíval na vidlici, stožár se při sklápění otáčel na čepu. Válečné lodi měly ještě další stožár, postavený šikmo dopředu před stožár hlavní. U velkých lodí a lodí válečných byl stěžeň zakončen hlídkovým košem a byly tam také kladky ke zvedání a spouštění plachetního ráhna, které se nazývalo antenna. Plachta, upevněná na ráhnu byly čtvercová, z hrubého plátna. Plachta byla ovšem používána pouze při plavbě k určitému cíli, pokud byl vítr svým směrem přízniv. Možnost využívat boční vítr při tomto nedokonalém plachtoví a neexistenci lodního kýlu prakticky nebyla. Pro řízení směru plavby měly řecké lodi po obou stranách dvě kormidlovací vesla. Kormidelník kybernétés, na větších lodích dva, mohl ovšem tímto nedokonalým kormidlem ovládat směr plavby pouze s velkou námahou a pouze na základě obvykle dlouho nabývané zkušenosti. Dobrý kormidelník byl váženým a vyhledávaným odborníkem. Veslaři veslovali obráceni zády k přídi lodi a přitahovali rukojeť vesla k tělu. Na malých lodích vesloval veslař dvěmi vesly, na velkých vesloval oběma rukama jedním veslem. Podle počtu řad veslařů se lodi dělily na jednořadé – monéry, dvouřadé – diéry, trojřadové, nejobvyklejší triéry, a dále spíše výjimečně čtyřřadé tetréry nebo pětiřadé pentéry. Triéra měla obvykle 170 vesel, tedy 85 na každé straně. Mnoho otázek rozesazení veslařů a tvaru vesel je dosud sporných. Otázky se pokoušel rozřešit francouzský císař Napoleon III., a nechal proto vyrobit repliku řecké triéry, a to podle všech dostupných údajů. Na této replice se

123

ukázalo, že veslař není schopen veslem, dlouhým 9 až 12 m ani pohnout, natož veslovat. Z toho byl vyvozen názor, že tyto názvy se vztahují na počet veslařů, veslujících společně jedním veslem, nikoliv počtem vesel nad sebou. Jiní odborníci však soudí, že jde skutečně o počet řad veslařů s jedním veslem. Tito to však obvykle na reálném modelu nezkoušeli…

Průměrná rychlost triér byla vypočítána na asi 4 km/hod., a pouze na krátkou dobu bylo možno tuto rychlost zvýšit až na 6 km/hod. Poněkud vyšší rychlosti snad bylo možno dosáhnout s použitím plachet při ne příliš rozvlněném moři. Podle Hérodota to mohlo být až 9 km/hod., podle Xenofona až 15 km/hod. Délka válečných triér je odhadována asi na 30 – 40 m, šířka asi 5,5 m a ponor 0,9 – 1,5 m, což odpovídá výtlaku 80 až 100 t. Obchodní lodě byly poměrně malé, obvykle měly nosnost 50 t. Jsou ovšem i zprávy o ojedinělých lodích velkých rozměrů, jako např. loď Syrakusia, která měla mít 20 řad veslařů (není zcela jasno, jak jsou myšleny a počítány), 8 věží z nichž 3 sloužily jako stěžně, a posádku 600 mužů. Dal prý ji postavit Hiero II. ze Syrakus. Měla sloužit dopravě mezi Syrakusami a Alexandrií. Loď byla tak velká, že se nevešla do přístavu, pro který byla určena. Tato drobná chyba byla napravena tím, že Hiero tedy daroval loď Alexandrijskému králi Ptolemaiovi, který ji přejmenoval na Alexandrii. Podle odhadů by měla tato loď výtlak 4200 t., postavil ji prý sám Archimedes a ten také sestrojil stroj pro její spuštění do vody a opětné vytažení. Pokud jsme hotovi věřit zprávám o této velkolodi, pak lze ještě dodat, že to bylo plovoucí město s okrasnými zahradami a k tomu měla metací stroj, schopný metat kameny až 3 centy těžké a šípy 7 m dlouhé. K tomuto úchvatnému líčení je nutno pouze připojit, že antičtí spisovatelé měli krom jiných schopností i schopnost poněkud přehánět. Jak vypadala plavba antické obchodní lodi je popsáno v Bibli, v novozákonní knize Skutků apoštolských. Je tam popsána plavba, při které je Pavel z Tarsu jako vězeň dopravován z Judeje do Říma, kam se jako římský občan odvolal k císaři. Naloděn byl v přístavu Césarea, a to na obchodní loď, jejímž cílem byl přístav Myrha na jižním pobřeží Malé Asie. Cestou loď zastavovala v četných přístavech. Z Antiochie však musela loď pro nepříznivý vítr plout na ostrov Kypr a pak pokračovat klikatě zpět k Malé Asii až do Myrhy. Tam byl Pavel římským místodržícím určen na alexandrijskou loď, která plula do Itálie s nákladem obilí. Podle Pavlova líčení bylo na lodi 270 osob, z nichž většina byli vězni a zajatci. Posádku tvořilo 26 mužů. Poněvadž náklad obilí byl poměrně těžký, nebyla lodní skladiště zcela zaplněna a ve volných prostorách skladů byli v noci ubytováni zajatci. Polovina jich vždy přespávala na prknech, kterými bylo obilí přikryto, a druhá polovina byla na palubě, a příští noc se opět vystřídali. Spát bylo ovšem možno pouze pokud byly otevřené otvory na palubu, za deště a bouře byly tyto otvory uzavřeny a všichni zajatci museli být na holé palubě. Loď, jak se píše v tomto dramatickém svědectví, plula pomalu mezi ostrovem Rhodos a pevninou k ostrovu Knidos, a poté zamířila ke Krétě, kam dojela s velkým zpožděním až v říjnu, kdy je pro bouře již plavba nebezpečná a obvykle se přerušovala. Pavel, mající ze svých cest jisté námořní zkušenosti, před pokračováním v plavbě varoval. Velitel lodi však na jeho varováni nedal a vydal rozkaz k další plavbě směrem k ostrovu Malta. Sotva však vypluli, stihla je tak prudká bouře, že museli stáhnout plachtu s ráhnem na hlavním stožáru a vztyčit pouze malou plachtu na předním stěžni, aby mohli stočit loď po větru a zachránit ji tak před převrácením. To by jí hrozilo, kdyby byla k vlnám postavena bokem. Hnáni větrem dorazili k ostrovu Cauda, kde obtočili loď lanem, aby se nerozlomila.Bylo to vlastně hypozoma, které u obchodních lodí nebylo, ale bylo možno ho takto v případě nouze improvizovaně doplnit. Poněvadž se obávali toho, aby vítr nezahnal loď na mělčinu, odstranili všechno plachetní zařízení, sňali i kormidla, vesla a kotvy. Protože však stále trpěli vlnobitím

124

a loď nabírala vodu, vyhodili jednoho dne do moře celý náklad a následujícího dne spustili do moře všechno lodní nářadí. Podle Plutarcha se tímto nářadím rozuměly pomůcky pro zmírnění rychlosti lodi, byla to těžká lana s uzly na koncích a kotvy. Rychlost se mírnila jejich tažením za lodí. Protože bouře trvala již bezmála 14 dní a nepolevovala, a celou tu dobu se neukázalo ani Slunce ani hvězdy, pozbývali již naději na záchranu. Konečně se v jedné noci ukázala pevnina, a v obavách z najetí na břeh měřili olovnicí hloubku vody. Protože hloubky ubývalo, spustili zadní kotvy. Později chtěli lodníci pomocí veslové loďky zakotvit loď i vpředu (dělalo se to tak, že se kotva na loďce odvezla přiměřeně daleko od přídě a tam se spustila na dno), ale pasažéři lodi měli obavu, že chtějí loď opustit a ponechat osudu, a proto jim v tom zabránili. Ráno pak zahlédli nablízku záliv vhodný k přistání a snažili se tam dostat co nejrychleji. Přeřízli proto lana zadních kotev, které zůstaly na dně, a pomocí malé plachty se nechali unášet ke břehu. Šlo jim o to, aby loď na mělčině setrvačností dojela co nejdále a nebyla ztržena znovu na moře. Naneštěstí však narazili na skálu, skrytou pod vodou, a loď se rozlomila. Závěr této plavby byl tedy relativně šťastný, na přímluvu jednoho důstojníka, kterému záleželo na tom, aby Pavla dopravil do Říma nebyli vězňové pobiti aby se zabránilo jejich útěku (jak patrně nařizovaly předpisy), a všichni pasažéři i posádka se na prknech a jiných pomůckách dostali na břeh. Teprve na břehu se dozvěděli, že jsou na ostrově Malta. Pavlovo líčení je tedy cenným svědectvím o strastech plavby v dobách antických. Lodi pluly obvykle z opatrnosti podél břehu a na noc byly vytahovány na souš. Pouze na nemnoha místech byly majákové ohně, podle kterých bylo možno se za špatného počasí a večerního šera orientovat. Nejvýznamnější maják byl na ostrově Pharos před vjezdem do přístavu v Alexandrii. Sám tento maják dostal jméno Pharos. Tato stavba je známa i tím, že její stavitel Sostrates obelstil egyptského krále Ptolemaia II. Pod jeho jméno, které bylo vytesáno na majáku dokázal umístit své jméno tak dovedně, že po zvětrání vrchního nápisu se objevilo pod ním jméno stavitele. Řecká námořní moc dosáhla vrcholu za Alexandra Makedonského, avšak po jeho smrti se říše rozpadla a postupně stala kořistí Římanů.

Římské lodi

Původní kočovníci, kteří se usadili po svém tažení Apeninským poloostrovem na pahorcích při řece Tibeře založili osadu Řím kolem které se postupně sjednotili. Země byla úrodná, pobřeží však bylo málo členité a nebylo tedy zvlášť vhodné pro zakládání přístavů. Římané se proto mnohem více věnovali zemědělství, které bylo nejváženějším zaměstnáním. Pro řemesla neměli pochopení, a považovali je stejně jako obchod a námořnictví za něco ponižujícího, a proto tyto činnosti přenechávali cizincům a plebejcům, zejména Řekům a Kartagincům. Střediskem námořního obchodu byl Řím, jehož námořní přístav byl v ostii při ústí Tibery. Ani tento jeden z mála přístavů za mnoho nestál, protože se zanášel a trpěl bouřemi. Římané postrádali romantickou touhu po objevování nových světů a nepodnikali žádné objevitelské výpravy, zato byli dobří kolonizátoři a dobytá území dokázali zajistit a spravovat jak po stránce vojenské, tak ekonomické a správní. Lodě začali Římané stavět teprve v období soupeření a válek s Karthagem, kdy si uvědomili, že tuto mocnost je nutno porazit na moři. Vzorem jim byly řecké lodi, které dokázali zdokonalit, a to zejména díky jedné ukořistěné kartaginské lodi, ze které přejali mnoho prvků. Tak začali stavět triéry i pentéry, ovšem římské lodě připadaly Kartagiňanům nemotorné, a také je zpočátku v léčce zajali. Protože se římské lodi skutečně nemohly rovnat kartaginským, a Římané uměli bojovat především na souši, vyvinuli taktiku, která jim pomohla k vítězství. Na římské lodi byl asi 7,5 m vysoký stožár, na kterém byl upevněn pohyblivý sklopný můstek se zábradlí. Ten bylo možno kladkou spouštět do několika směrů. Povolilo-li se lano, můstek spadl na nepřátelskou

125

loď a zabodl se ostrými bodci do její paluby. Římští legionáři po můstku přeběhli na nepřátelskou loď a bojovali jako na souši. Tak porazili Římané Kartagince u Myl, a na památku tohoto vítězství byl v Římě postaven vysoký mramorový sloup, do kterého byly vetknuta rostra, kovové přídní bodce, kartaginských lodí. Podobný sloup zdobí dodnes některá města, a je například k vidění i ve Vídni nedaleko Prátru. Po svém vítězství nad Karthagem Římané opět na loďstvo spíše zanevřeli, což vedlo k jistému bezvládí nad Středozemním mořem. Následkem tohoto stavu bylo katastrofální rozmnožení námořního pirátství, které citelně sužovalo veškerou námořní dopravu a obchod. Námořní piráti obsadili několik set měst, posádky jejich lodí byly ze zručných veslařů i vojáků, a jejich lodě byly nádherně vystrojené. Nechyběly prý na nich ani purpurové záclonky, zpěv, hra na flétnu a stříbrem zdobená vesla. ˇKdyž Římané konečně usoudili, že tak dále nelze, pověřili r. 67 ante Gnaia Pompeia úkolem piráty vyhubit. Dostal k tomu 500 lodí a několik tisíc vojáků a jezdců. Pompeius rozdělil Středozemní moře na 13 sektorů a do každého poslal určitý počet lodí. Díky promyšlenému a koordinovanému tažení se mu podařilo moře od pirátů vyčistit za necelého čtvrt roku. V rámci této akce nechal zničit 1300 lodí, 71 lodí zajal a 300 lodí se mu vzdalo. O život přišlo několik tisíc pirátů. Tímto zásahem nabylo řecké loďstvo opět vážnosti, avšak pouze nakrátko, protože pro Římany nikdy nebylo prioritou a služba na lodi nebyla pro ně spojena s žádnou společenskou prestiží, byla to pro ně stále záležitost dobrá pouze pro cizince a propuštěné otroky. Římské lodi byly, jak již bylo řečeno, odvozeny od řeckých nebo kartaginských vzorů, a Římané sami do jejich konstrukce nic nového nevnesli. I později velmi oblíbený typ lodi je kopií. Líbily se jim lodi Liburnů, jedněch z oněch námořních pirátů. Byly elegantní a štíhlé, lehce řiditelné a rychlé. Tvar těchto lodí, zvaných liburny se s malými úpravami zachoval, a je od nich odvozena i pozdější benátská galéra. Rozšířené byly i veslové lodi bez paluby, stavěné podle vzoru lodí kyperských. Nazývaly se terkury a abyly používány jako dopravní a zásobovací lodi, doprovázející lodě válečné. Veškeré římské lodi měly po dvou kormidlech, pro kotvy používali Římané řetězy místo lan. Plachtoví římských lodí bylo stejné jako u řeckých, až na to, že místo plachty čtyřúhelníkové používali na předním stožáru plachty ve tvaru pravoúhlého trojúhelníka. Tato plachta byla přeponou přivázána na šikmo postavenou tyč, připevněnou na stěžeň. Tyto třícípé plachty se nazývají plachty latinské. Záď římské lodi byla vyhrazena veliteli a kormidelníku. Z různých zástěn, které měly bránit veslaře před střelami i před Sluncem a nepohodou se posléze vyvinul řádný prkenný kryt, paluba. Tak se objevily válečné lodi s palubou. Ke kapitole o lodích antického Říma nutně patří i zmínka o lodích, které nechal postavit císař Caligula na jezeře poblíž osady Nemis. Byly prý to dvě nádherně vystrojené lodi, které ovšem sloužily spíše jako hausbót, uspokojující zvláštní choutky tohoto podivínského císaře. Jejich zbytky byly z jezery z Mussoliniho rozkazu kolem r. 1930 vyloveny, ale nebylo shledáno nic mimořádného. Poněvadž se nezachovala horní část lodí, nenapomohlo to ani k řešení otázky rozsazení veslařů. S císařem Caligulou je spojena ještě stavba lodi, která dopravila z Egypta do Říma obelisk o výšce 20,5 m a váze 487 t. K jeho postavení bylo třeba součinnosti 20 000 lidí. Roku 1586 byl tento obelisk přemístěn na Náměstí svatého Petra, kde je dodnes. Voda se nad římským lodním stavitelstvím a námořnictvím zavřela s koncem římské říše, aby byly po stoletích znovu vzkříšeno v severoitalských městech, především v Janově a Benátkách.

Středověké lodi

126

Po pádu Římské říše nastává ve Středomoří i v Evropě zcela nová situace. Pokud jde o umění nautické, zůstalo i nadále přítomno na Středozemním moři, ale k němu přibyla i oblast moří omývajících západní a severní Evropu. V obou těchto oblastech postupoval vývoj samostatně a nezávisle. Ve Středozemním moři se stali nositeli tohoto umění Byzantinci, Benátčané a Arabové. Byzantské námořnictví se rozvinulo pouze nakrátko za vlády Konstantina Velikého, který učinil z Konstantinopole, dříve Byzantia, své sídlo. Tato kapitola spadá však ještě do antiky, a poté již i byzantská námořní síla upadla. Mnohem lépe se dařilo Benátčanům. Benátky vznikly roku 452, kdy Attila zpustošil několik severoitalských měst a uprchlíci z nich se usadili na ostrovech na severním konci Jaderského moře a založili tam rybářskou osadu. Tato osada tak dobře prosperovala, že si časem podmanila okolní istrijská a dalmatská území a stala se z ní mocná a bohatá Republika benátská. Tato republika svým loďstvem ovládala celé Jaderské moře. Jejich panství bylo potvrzeno roku 1159 papežem Alexandrem III: slovy: „Ježto jste si moře vybojovali, má vám být poddáno jako žena muži.“ Na paměť toho se každoročně konala pompézní slavnost. Námořní moc Benátčanů povznesly zejména křížové výpravy. Protože země, ze kterých se tyto země ubíraly obvykle nedisponovaly loďstvem, musely by postupovat po souši přes Cařihrad, což byla cesta zdlouhavá a nebezpečná. Doprava benátskými loděmi nebyla navzdory tomu, že se i Benátčané považovali za křesťany a mohli být s křižáky solidární, zdaleka zadarmo. Právě naopak, Benátčané dokázali této příležitosti finančně i mocensky beze zbytku využít. Vrchol rozvoje tohoto obchodního státu bývá kladen do roku 1423 a tehdy měla benátská republika 3300 lodí obchodních, 45 válečných a posádka těchto lodí čítala úhrnem 36 000 mužů. I Benátkám však vyrostla nebezpečná konkurence v Arabech. Tyto kmeny, které přijaly islám se pustily s nesmírnou energií do výbojů, ve kterých dobyli v poměrně velmi krátké době nejen velkou většinu Malé Asie, severní Afriky, a dále až ke Kavkazu a do Asie. Roku 711 překročili Gibraltarskou úžinu a ovládli pyrenejský poloostrov, odkud ohrožovali Evropu. K těmto úspěchům pomohl Arabům jejich obchodní duch, znalost matematiky, hvězdářství a zeměpisu, a pochopitelně především až fanatický zápal pro svoji víru a její šíření. Loďstvo Mohamedových nástupců kalifů bylo zprvu složeno z lodí asyrských a řeckých, když si však v 7. Století podrobili území při Středozemním moři, stali se jejich lodními posádkami zkušení plavci féničtí a egyptští. Již tehdy měli loďstvo, čítající kolem 200 lodí, kterým dokázali porazit třikrát početnější loďstvo byzantské. Jejich flotila byla složena především z triér a galér. Galéra představovala v té době zcela nový lodní typ. Byly to dlouhé úzké lodi, vyčnívající poměrně málo z vody, asi 1,5 m, které neměly na moři dostatečnou stabilitu a posádky dosti trpěly vlnobitím. Jejich délka byla až 40 m, výtlak až 200 t. Od řeckých lodí se lišily galéry tím, že měly delší a těžší vesla,. Lavice byla šikmo k  ose kýlu a veslařů na lavici sedělo na každé straně až 5, každý obsluhoval jedno veslo, takže se zvenčí jevila jako ve svazcích. Pouze na nejmenších galérách byl u každého vesla jeden veslař. Později byla dlouhá vesla poháněna několika veslaři, kteří seděli vedle sebe na lavicích. Mezi lavičkami veslařů byl můstek, široký 1,2 – 1,8 m, kudy procházeli dozorci a důtkami nebo biči veslaře popoháněli. Veslaři vstávali z lavic když natáčeli veslo nad vodou kupředu a usedali, když veslo protahovali vodou. Při veslování byli zcela nazí. Veslař byl schopen nepřetržitě veslovat průměrně asi pouze jednu hodinu, avšak za válek museli vydržet veslovat mnohem déle. Ve své úmorné práci byli posilováni tím, že jim byl do úst dáván chléb namočený ve víně. Ve veslování se obvykle střídaly tři směny, a tuto práci konali většinou otroci, zajatci nebo trestanci.

127

Plachty galér byly trojcípé, latinské, a to na dvou stěžních. Aby bylo možno přední plachtu řádně napnout, musela být příď prodloužena dlouhým krakorcem, který sloužil dobře i v boji. Ve výzbroji galér byly katapulty, balisty nebo až tucet děl na předním kastelu. Poslední velkou námořní bitvou, které se účastnily galéry, byla bitva u Lepanta poblíž Korintského zálivu. V této bitvě ztratili Turci 130 válečných lodí a bylo osvobozeno asi 12000 křesťanů z galejního otroctví.

Severské lodi

V severních evropských zemích se zprvu používaly rovněž pouze lodi veslové. V Severním moři a v Atlantickém oceánu je ovšem často bouřlivé, studené a mlhavé počasí, jsou zde silné vodní proudy a moře tvoří nedozírnou plochu, na které je pouze málo ostrovů. Lodě zde proto musely být pevnější aby snesly tyto drsné poměry a vydržely dálnou plavbu. K tomu však již musely mít lodi nezbytně plachty. Největším a neznámějším námořním národem byli Normané, zvaní též Vikingové. Byli to mořští piráti, kteří loupili a plenili nikoliv jen na pobřeží Severního a Baltického moře, nýbrž i ve vzdálených končinách jiných zemí. Zabrali většinu ostrovů v Severním moři, obsadili Irsko, severní německo a probili se až ke Kyjevu a Konstantinopoli. Jiný jejich proud se dostal přes Island a Grónsko až do Ameriky. Později pronikli do Bretaně a Normandie, za křižáckých válek pronikli na Sicílii. Výpravy Normanů se organizovaly velmi rychle. Běžci proběhli jejich zemi s válečným šípem a v sedmi nocích vzplanuly ohně na návrších Norska, což znamenalo že se chystá výprava. Nato jednotlivé osady připravily a vyzbrojili své lodě a výprava mohla začít. Lodě Vikingů měly zprvu ploché dno, aby mohly zajíždět hluboko do řek, a byly bez paluby. Později dostaly čluny palubu, ta však měla uprostřed velký otvor pro bojovníky, přikrytý pokrývkou, kterou se chránili před kamením a střelami nepřátel. Z dochovaných nálezů vikingských lodí je možno stanovit jejich základní charakteristiky. Jeden z nalezených člunů je asi 22 m dlouhý, 3,3 m široký a 1,19 m vysoký, měl 19 žeber a 28 vesel. Plachta byla čtyřúhelníková a byla zavěšena na horním ráhnu, spodní plachetní tyč chybí. Posádka čítala 40 – 80 mužů, jedno veslo někdy obsluhovali dva veslaři. Kormidelní veslo bylo na pravé straně lodi. Vikingské lodi, nahánějící patrně děs obyvatelům severní Evropy, byly charakteristické tím, že na jejich bocích byly zavěšeny pestře pomalované kruhové štíty bojovníků. Zajímavým objevem, učiněným spolu s nálezem zbytků této lodi, byly hřebíky. Tyto hřebíky, uložené v Národním muzeu v Oslo mají být skoro z čistého kujného železa a mají tu zvláštní vlastnost, že nerezaví. Jsou prý na nich zřetelné stopy kladiva, kterým byly kovány, avšak ani náznak rzi. Použitelnost vikingských lodí pro dálkové plavby byla dokázána roku 1893 při příležitosti Světové výstavy v Chicagu. Člun s plachtou a 28 třímetrovými vesly, osazený 60 Nory doplul za 27 dní z Bergenu do Nového Foundlandu Od 12. Století však měly skandinávské lodi již vyšší boky, na přídi kastel pro střelce a praky, na zádi vyvýšenou kajutu, zlepšené plachetní zařízení s hlídkovými koši na stěžních, a bylo již možno využívat i bočního větru natáčením plachet. Při dalekých cestách tyto lodi používaly takřka výhradně plachty.

Slovanské lodi Jedním z přímořských národů středověké Evropy byli i Slované, usazení při pobřeží Baltického moře. Jejich lodi se lišily v jednotlivých oblastech. Lodě z oblasti západní se nejvíce blížily lodím vikingským, byly ovšem kratší a širší. Zatímco u lodí vikingských byl

128

přední vaz vytažen vysoko nad boky a zdoben plastikami, u lodí slovanských končil převážně v úrovni boků. Slované své lodi nazývali "koráby". Slovanské lodi napadaly plavební cesty v oblasti Dánska, Norska a Švédska a na pobřežní osady útočily i na pobřeží Británie. V kronikách, kde jsou tytto nájezdy zaznamenány, jsou Slované nazýváni Venedové. Vedle těchto větších lodí, odpovídajících velikostí vikingským snekkerům byly stavěny i lodi menší, poháněné 10 - 20 veslaři, které sloužily k ochraně pobřeží. Délka těchto lodí se pohybovala mezi 10 - 14 m, šířka byla 3 - 4 m. Zatímco lodi ze západní oblasti měly kýl, východní lodě měly ploché dno, které mumožňovalo při říční plavbě přetahovat loď přes mělčiny.

Námořní doprava Anglie – křižácké lodi

Námořní doprava Anglie, podobně jako ostatních severských národů, se až do křížových výprav odehrávala pouze v severní mořské oblasti. V souvislosti s křížovými výpravami, tedy v 11. – 13. stol. se teprve začala plavba v Anglii oživovat. V dubnu 1190 vypluly první anglické lodi s křižáky z Dartmouthu do Lisabonu a Marseille a odtud pak do Messiny, kde se spojily s loděmi, jež sem doprovázely Richarda lví srdce a později jej dopravily až do Arca. Kvantum vojska, které bylo třeba dopravit, vyvolalo nutnost zvětšení lodí. Lodi především dostaly druhý stožár, jejich délka byla kolem 27 m a šířka 7 – 7,5 m. Ponor měly asi 2 m a výtlak kolem 100 t. Byly o něco kratší než tehdejší válečné lodi. Křižácké lodi měly vysoké boky a kryté nástavby, zvané kastely, na přídi, takže byly schopny pojmout větší počet bojovníků a koní. Plachty byly z barevných pruhů a často byly různě zdobeny výšivkami. Plavba byla velmi nepohodlná, loď měla 1., 2. a 3. třídu, a poplatek odpovídal poskytovanému komfortu. U těchto lodí byla žebra pevně spojena s páteří, ale boky měly stejnou konstrukci jako lodi vikingské. Plachty byly zavěšeny na dvou stěžních, z nichž přední byl mírně skloněn dopředu, aby se usnadnily obraty lodi při manévrech. Plachetní výstroj byla zdokonalena a loď mohla využívat i boční vítr Na každém stěžni byl hlídkový koš, ze kterého byly nejen stříleny šípy, nýbrž i metány kameny, dopravované sem speciálním výtahem. Plachty na zadním stěžni byly trojdílné, na předním dvojdílné. Spodní pruhy plachet byly odepínatelné, a odstraňovaly se za silného větru nebo tehdy, kdy bylo třeba rychlost plavby zmírnit. Tento způsob zmenšování plachet se udržel až do doby, kdy se plachty začaly shrnovat. Ovládání plachet bylo již usnadněno používáním kladek a kladkostrojů. Ve 12 století dochází především k oné velmi výrazné inovaci v podobě kormidla, které nahrazuje kormidelní vesla. Kormidlo spolu s kýlem umožňuje plně využívat aerodynamických vlastností plachet a plout i při bočně vanoucím větru. Na přídi byly kotvy, které byly používány i k přitažení nepřátelské lodi v boji. Největší plavidla tohoto určení dosahovala až 40 m délky a byla schopna přepravit až 1000 osob. Pokud byly tyto lodě použity v námořním konfliktu, byla loď pouhou plovoucí základnou, která byla bráněna či dobývána podobně jako hrad. Kastely měly právě tuto funkci vyvýšeného ohrazeného místa, ze kterého stříleli lučištníci. Právě tato jejich funkce vedla k jejich enormnímu zvyšování a rozšiřování, což ztratilo smysl po zavedení střelných zbraní, kdy byl vysoký kastel spíše nevýhodou.

Německé kogy Germáni začali podobně jako Vikingové zakládat kolonie, i když mnohem později. Souvisí to s počátky dnešního Německa, které je možno klást do období po smrti císaře Karla Velikého, tedy 9. A 10. Století. Koncem 10. Stol. bylo již na německém pobřeží Severního moře již několik měst (Brémy, Lübeck, Hamburg, Šlesvik), která obchodovala s Anglií, Švédskem, Norskem, Islandem i Grónskem. Až do 12. Století bylo německé pobřeží ohrožováno Normany, avšak když ve 12. Století jejich nájezdy ustaly, začali Němci svůj vliv

129

rozšiřovat. Zabrali postupně celý pobřežní pruh od Kielu až k Rize, kde zakládali města. Tato kolonizační oblast byla sjednocena ve zvláštním útvaru, nazývaném Hansa. Vzorem byl první takový spolek, Flanderská hansa, kterou vytvořilo r. 1200 v Bruggách 17 měst. Roku 1229 byl založen podobný spolek „Společný německý obchodník“ a bylo v něm sdruženo 7 německých měst. Protože politické poměry byly neurovnané a neklidné, cítila obchodní města, že je nutno i ochranu svých zájmů zajistit ještě pevnější organizací. Tak vznikl roku 1260 další svaz měst, tzv. „Německá hanza“. Hanza neměla sice pevnou ústřední organizaci, měla však vlastní vojsko a válečné loďstvo, které dobrovolně vydržoval Lübeck. Hanza si záhy zajistila skoro monopolní postavení v Severním a Baltickém moři a své zájmy si dokázala svou brannou mocí bránit. Za 100 let si podrobila Dánsko a vedla války jako suverénní stát. Největšího rozmachu dosáhla kolem roku 1367, kdy v ní bylo spojeno 77 měst. Pak však i tento kolos začal poněkud upadat a navíc trpěl námořními lupiči. Hanza byla rozpuštěna roku 1630, a s tím zanikla i tehdejší námořní moc Německa, protože jeho panovníci se o moře až do 19. Stol. nezajímali. Hlavní oporou veškerého podnikání německé hanzy byly lodi, nazývané „kogy“. První zmínky o nich se objevují již v období 818 – 1010, kdy se píše, že Holanďané vystrojili četné „Koggenschiffe“, aby se ubránili nájezdům Normanů. První kogy měly příď podobnou lodím vikingským, tedy s drakovitým zakončením, neměly paluby a nesly pouze jeden stožár s vodorovným ráhnem a vesla, která se používala za nepříznivého větru. Teprve po 12. Století dostaly tyto lodi palubu, avšak ta se v létě odstraňovala. Ve 13. Stol. byly již kogy všeobecně používány, a měly krom hlavního stožáru ještě jeden menší stožár na přídi, vpřed nakloněný, a později až tři stožáry. V tomto případě byl přední stožár rovněž skloněn mírně vpřed, hlavní, střední stožár mírně vzad. Třetí, zadní stožár býval nejslabší a nejnižší. Kogy měly původně čtyřúhelníkové plachty a vztyčovaly se teprve tehdy, když loď s pomocí vesel vyplula na moře. Teprve za křižáckých válek se začaly používat rovněž trojcípé plachy latinské, které Němci poznali ve Středozemí. Trojcípé plachty však měly kogy pouze na zadních stožárech. Ještě ve 14. Století byly kogy poměrně malé lodi s výtlakem kolem 100 t., v následujícím století se však zvětšily až na 300 – 500 t., v 16. Stol. měly lübecké válečné kogy až 1400 t. Charakteristickými a oceňovanými vlastnostmi kogy byla solidnost jejich stavby, dobrá stabilita a snadnost vytažení na břeh. Koga byla průměrně dlouhá 18 – 36 m, široká 5 – 10 m a ponor měla 2 m. Byla to původně jednostěžňová loď s krátkým trupem a vysokými boky. Lodní trup z dubového dříví byl podélně vyztužen dvěma dubovými trámy, páteřníkem hlavním a vezdejším. Plaňky boků se vzájemně překrývaly, žebra byla spojena s palubními trámci koleny. Kormidelní veslo se nejprve přenášelo podle potřeby na jeden nebo druhý bok lodi, avšak vzhledem k vysokým bokům těchto lodí se stávalo stále méně ovladatelné a účinné. Proto se již na přelomu 12. a 13. Století objevuje skutečné kormidlo, zavěšené na závěsech na zadním vazu. Poprvé je kormidlo doloženo na kresbě lodi ve Winchestru z roku 1180. Kogy byly nápadné svými vysokými nástavbami, kastely, na přídi i zádi. Kastely sloužily jako útočiště při útoku nepřátelské lodi, a bylo je možno využít i při přestavbě kogy na loď válečnou. Ozbrojeny byly ovšem i kogy obchodní – uprostřed paluby byly dva vrhací stroje, a to prak a samostříl. Prak sloužil k vrhání větších kamenů na větší vzdálenosti, samostříl vrhal drobnější kameny nebo železné tyče na vzdálenosti kratší. Na předním kastelu se bojovalo meči a oštěpy, na zadním byli shromážděni důstojníci a měšťané. Štíty vojínů, měšťanů i důstojníků byly po vikingském zvyku zavěšeny po stranách zábradlí lodi. Hansovní lodi neměly společný odznak, každé město mělo svou vlastní vlajku. později se však i koga dočkala kormidla, zasazeného v zadním vazu. Záď bývala nad vodou tupě zakončena, příď zaoblena. Lodní posádka čítala na počátku 14. stol. při výtlaku 200 t asi 140 lidí, z nichž bylo asi 20 měšťanů a důstojníků. Pozdější větší kogy, vyzbrojené děly, měly až několik set mužů.

130

Protože se v severských mořích ve druhé polovině 14. Století ještě nepoužíval kompas, pluly lodě většinou podél pobřeží a pouze za příznivého počasí se podnikaly delší plavby na moře. Rychlost těchto plachetnic byla za příznivého větru poměrně značná. Pokud to počasí dovolovalo, stravovala se posádka na souši, kam se veček po přistání po lávce odebrala. Pokud zakotvení nebylo možné, jedly se studené pokrmy, obvykle nakládané a uzené maso, chléb a ryby. Voda byla vezena v dřevěných nádobách a pivo v sudech. Před bouří se posádka, pokud to bylo možno, rovněž nejraději uchýlila na souš. Při dlouhých námořních cestách se plulo v noci podle severky, pokud nastalo špatné počasí, orientovala se loď pomocí ptáků, které vezli v klecích. Ptáci po vypuštění vždy zamířili k pevnině. Teprve později zavedla hansa na svých lodích kompas, který byl již dávno užíván v Číně. Do Evropy se kompas dostal prostřednictvím Arabů, avšak Evropané mu dlouho nedůvěřovali. Na lodi panoval přísný řád. Vše bylo podřízeno kapitánovi, který před plavbou všem připomenul plavební předpisy a posádka se společně modlila. Před vjezdem do přístavu byla posádka napomenuta, aby se zachovaly v tajnosti události, které se na lodi seběhly během plavby. Plavba se přerušovala od sv. Martina do 22. Února. Ve válečné době nesměla žádná loď sama vyjet na moře nebo jet do vzdáleného přístavu. Z těchto zvyků a pravidel se rodilo budoucí námořní právo. Velkou pomůckou byly plavecké knihy, jejichž počátek sahá asi do 14. Stol. V nich byly sebrány a sepsány všechny informace a zkušenosti, týkající moří a pobřeží od Gibraltaru až po Finský záliv, informace o přílivu a odlivu, o přístavech, skaliscích, hloubkách a druhu mořského dna. Monopolnímu obchodu hansovních měst učinili konec Holanďané, Skandinávci a Angličané, kteří je postupně připravili o jejich výsady. Největší ránou pro hansu však byla ztráta její politické moci, což se stalo v rámci vývoje dějin Německa.

Přesun plavby do Atlantiku, doba objevitelských plaveb

Doba křižáckých výprav způsobila v severozápadní Evropě velký hospodářský pokrok a rozvoj mezinárodního obchodu v oblastech doposud zaostalých, tedy na pobřeží Atlantiku. Od té doby se v Evropě neustále objevuje a drží víra, že zbrojení a válka jsou jevy ekonomicky blahodárné, ba přímo humanitární. Nová orientace obchodu je patrna u Benátčanů i Janovanů, kteří počali začátkem 14. století proplouvat Gibraltarem k severozápadním břehům Evropy, aby si zjednali náhradu za oblasti, které jim převzali či zahradili Arabové. Především byla přehražena cesta do Indie, země pohádkové i z hlediska obchodního. Jediná volná cesta vedla kolem Afriky. Tehdejší plavci (ve 14. a 15. stol) nemívali v úmyslu obeplout celou Afriku, nýbrž pouze k předpokládanému západnímu rameni Nilu, po kterém by se dostali k stejně předpokládanému rameni východnímu, směřujícímu k Indii. Geografické představy byly ještě velmi mlhavé a zpola bájné. Země, které mořeplavci objevili si přivlastňovali, tento přivlastňovací pud je rovněž čímsi novým. Vikingové i Číňané se v objevených zemích buď usadili nebo odpluli domů a země nechávali jejich původním obyvatelům. Zabrání země se nejprve dělo vztyčením dřevěného kříže nebo kamenného sloupu se státním znakem, jak to zavedli Portugalci. Při jedné takové plavbě doplul Potugalec Bartoloměj Diaz roku 1486 do nejjižnějšího bodu Afriky, který byl nazván „Mys dobré naděje“. Proplout tudy až do Indie se podařilo až za 10 let Portugalci jménem Vasco da Gama. Mezitím se však janovský plavec Cristobal Colon (Kryštof Kolumbus) připravoval na cestu zcela jiným směrem. Opíral se o tehdejší názor, založený na nábožensko-geografických spekulacích, že zeměkoule je mnohem menší, takže vzdálenost mezi Evropou a Asií západním směrem je na několik málo dní plavby. Názory na tuto možnost se ovšem velice různily, a portugalská univerzita v Salamance se odmítla k této myšlence nějak vědecky vyjádřit. Více starostí dělal tajemný Ostrov svatého Bardána, kterým je jakási obrovská ryba. Vedle tohoto ostrova byl podle středověkých názorů v Atlantiku ještě ostrov Antilia, kam se měl uchýlit portský arcibiskup,

131

aby nepadl do rukou Maurů. Tento ostrov několik výprav marně hledalo. Byla nakonec o úsudek požádána v té době největší autorita, florentinský lékař Toscanelli, odborník na astronomii a matematiku. Ten vydal takovou sentenci, že plavbou na západ se dopluje do země Cathay, jak se tehdy nazývala Čína, a že vzdálenost k proplutí činí 130 stupňů zeměpisné délky. Kolumbus tohoto znalce požádal i o náčrtek asijských východních břehů a obdržel ho. Když se svou myšlenkou plavby západním směrem nepochodil ani v Janově, ani v Benátkách, ani v Portugalsku, obrátil se s žádostí o podporu této výpravy na španělský dvůr. Tam panovala právě dobrá nálada ze znovudobytí Alhambry z rukou Maurů. Bylo tedy ujednáno, že když bude mít Kolumbus úspěch, obdrží hodnost admirála a stane se místokrálem všech objevených zemí, obdrží desetinu výnosů z nových kolonií a ještě několik dalších poct. Na těchto podmínkách Kolumbus sám úzkostlivě trval, nešlo mu tedy ani o vědu nebo pohnutky ideální. Jelikož Kastilie neměla vlastní státní loďstvo, byly pro Kolumbovu výpravu opatřeny tři malé plachetní lodi, které nezval „Santa Maria“, „Pinta“ (Pestrá) a „Niňa“ (Malá). Vyplul v pátek 3. Srpna 1492 z malého španělského přístavu palosu, ale již na kanárských ostrovech se musel zastavit a provést opravu lodi. Tam se zdržel 4 týdny, takže teprve 6. Září nastoupil další plavbu. Jelikož se země neukazovala a zásob ubývalo, posádka se začala bouřit. Aby mužstvo oklamal, vedl dvojí deník o uražených vzdálenostech, ve jednom zaznamenával skutečné a v druhém, pro mužstvo větší. V noci z 11. Na 12. Října, kdy pluli již 70 dní, se dostala „Pinta“ před ostatní lodi a plavčík Juan Rodriguez Bermego zahlédl v měsíční záři okraj pobřeží. Hnal se hned k nejbližšímu dělu, aby tento radostný objev ohlásil ostatním zemím. Očekával za to odměnu, která byla slíbena tomu, kdo první spatří zemi. Nedostal však nic, Kolumbus si ji ponechal, tvrdě, že již večer předtím viděl sám v dálce světlo… Zpáteční cestu nastoupil Kolumbus 4. Ledna 1493, a to pouze s nejmenší Niňou, protože admirálská Santa Maria se rozbila a Pinta Kolumba zrádně opustila, aby první přinesla do Španělska zprávu o objevených zemích. Kolumbus prožil mnoho nebezpečí i při zpáteční cestě, a vrátil se 15. března do přístavu Palos se zlatem, rostlinami a 6 Indiány. Je známo, že jím objevené ostrovy byly mimo jiné Kuba a Haiti. Do nové země se vypravil ještě třikrát, a svou panovačností a krutostí proti sobě popudil mnoho lidí, kteří se pak zasloužili o jeho sesazení. Po propuštění podnikl na svůj náklad ještě čtvrtou cestu, kdy dospěl k pobřeží Hondurasu, ale z cesty se vrátil nemocen a sklíčen nevděkem Zemřel 21. května 1506. Mezitím však Portugalec Vasco da Gama obeplul roku 1497- 9 Afriku a dospěl skutečně do Indie. Otázka nalezení námořní cesty do tohoto touženého cíle byla tím vyřešena. Roku 1502 plul Vasco da Gama znovu, tentokrát s 20 loďmi a z rozkazu krále Emanuela. V Indii založil několik obchodních stanic a vrátil se o rok později s bohatým nákladem. Zatímco vasco da gama plul do Indie, objevil Angličan Sebastian Cabot vlastní pobřeží Severní Ameriky. Tím byla tedy uvedena celá ona geografická záhada na pravou míru, a spolu s tím se ukázalo, že Kolumbus nevěděl kam pluje, nevěděl kam doplul, a když se vrátil, nevěděl kde byl. To potvrdily i pozdější výpravy, které zjistily, že Kolumbem objevené země nejsou součástí Asie, nýbrž čtvrtý díl světa, který dostal své jméno po florentském mořeplavci Amerigu Vespuccim. Po jistou dobu panovala ovšem ještě představa, že tato Nová země je velkým poloostrovem, vybíhajícím z Asie, tyto domněnky byly vyvráceny výpravou Magalhaesovou r. 1520.

Lodě těchto plaveb – karavely a karaky

Ochrana námořních obchodních cest, objevitelské a kořistnické plavby a vzájemná rivalita mezi státy vyžadovaly víceúčelová plavidla, která byla při dostatečné kapacitě nosnosti pro dopravu zboží schopna plnit i úkoly lodi válečné.

132

Karavely byly poměrně menší plachetní lodi, které byly snadno řiditelné, takže snadno proplouvaly mořskými úžinami. Neměly však příliš dobrou stabilitu, takže snadno nabíraly při bočním větru vodu. Kolumbova Santa Maria měla výtlak asi 270 t,, což znamenalo, že unesla asi 120 až 130 t. nákladu. Měla tři stěžně, na středním nesla dvě čtyřúhelníkové plachty nad sebou. Na předním stěžni byla jedna čtyřrohá plachta a na zadním jedna trojcípá. Na předním šikmém dřevci pak byla ještě jedna plachta čtyřúhelníková. Čtyřrohé plachty předních stěžňů bývaly označeny velkým křížem a bývaly i pestře pomalovány, aby byly zdaleka viditelné. Páteřník této lodi byl dlouhý 18,5 m, celková délka byla 39 m a šířka 6,7 m. Ponor Kolumbových karavel byl 2 – 2,5 m. Karavely mely uprostřed nižší palubu a na obou koncích zábradlím opatřené nástavby (kastely). Tyto nástavby byly u karak vyšší než u karavel, v tom spočívá při jejich podobnosti jeden z rozlišovacích znaků. Pod vrchní palubou byly další dvě paluby. Definitivní přesun světového obchodu na otevřená moře vyvolal tlak na zdokonalení lodí i nautických přístrojů. Daleké plavby vyžadovaly velké zásoby potravy a pitné vody. Vzhledem k dlouhé době plavby bylo také žádoucí, aby loď byla schopna přepravit velké množství zboží. Rostly proto rozměry lodí. Lodní trup dostal pod vodou vhodnější tvar, aby bylo dosaženo větší rychlosti. Zvětšila a zdokonalila se i plachetní výstroj. Více se přihlíželo k stabilitě a manévrovacím schopnostem lodí. Lodní trup dostal silné výztuhy a oba jeho konce účelnější tvary. Oba kastely na koncích lodí byly nahrazeny na přídi gallionem a na zádi galérií kolem lodní zádi. Výška stěžňů se zvětšila, a to složením z několika kmenů, kdy u spoje býval hlídkový koš. Stěžně byly vzájemně propojeny lany, z nichž některá byla zároveň provazovými žebříky k obsluze plachet. Klinkerová obšívka je záhy vystřídána obšívkou karvelovou, tzv. "na sraz", kdy plaňky obšívky přiléhají celou plochou k žebrům a trup lodi je hladký. Plachty na stěžních bylo možno zdrhovat, natáčet, spouštět a vytahovat. Obsluha plachet ve spleti lanoví, kdy každý chybný hmat mohl ohrozit námořníky na stěžních nebo celou loď, byla velmi náročná. Plachetní lodi se postupně měnily v mohutné dřevěné budovy s několika palubami nad sebou. Tato velkolepá díla zhotovovali až do 18. století pouze zruční tesaři a další řemeslníci bez jakýchkoliv vědeckých znalostí. Veškeré jejich umění bylo založeno na zkušenostech po generace předávaných. Loď se stavěla podle přání objednavatele nebo podle náčrtku. Stavitelé lodi pak sami volili materiál a řešili všechny konstrukční detaily. Obvykle se vycházelo z rozměru nejširšího žebra, a od něj se odvozovaly všechny další rozměry. Nežádaly se výpočty lodního výtlaku, ani nosnosti, ani průkazy stability. Vlastnosti lodi se poznaly teprve na moři. Byly i lodi, které se "nepovedly", což spočívalo například v tom, že neměly dostatečnou stabilitu. Tuto vadu si již odstraňovali lodníci, a to třeba zesílením dna a dolní části boků, snížením nástaveb a podobně. Teprve ve druhé polovině 18. stol. se začínají objevovat teoretické studie o stabilitě lodí, a to od Bernoulliho, Eulera a dalších, a lodní stavitelství dostává vědecký základ. O to se zasloužil zejména Švéd Chapman r. 1768. Roku 1811 byla v Anglii otevřena první škola pro stavbu lodí, kde je využívána matematika, mechanika, hydraulika a všechny rodící se obory, ke stavbě lodi nezbytné. Je pozoruhodné, že největší přínos ve zdokonalení stavby lodí neměli Španělé a Portugalci, kteří měli zprvu nejvíce kolonií a takřka monopol na námořní obchod, nýbrž Holanďané. Ti, jak se zbavili španělské nadvlády, dosáhli ve stavbě lodi takových úspěchů, že postupně vypudili Portugalce z Japonska i z jejich dalších teritorií a zachránili svoji samostatnost. Holanďané se stali mistry ve stavbě lodí a zůstali jimi až do konce 18. století. Lodi se stavěly v loděnicích, které byly na splavných řekách nebo na mořském pobřeží. Měly jeden nebo více skluzů, kde se loď stavěla a po dohotovení a odstranění podpor sjížděla vlastní vahou na hladinu. Loď se však nestavěla přímo na skluzu, nýbrž byla podložena trámovou konstrukcí aby dno lodi bylo přístupné jak pro připevnění obšívky, tak pro utěsnění a další práce. Místo stavby bylo překryto střechou, aby bylo chráněno před deštěm. Stavba

133

začínala, jako v nejstarších dobách položením páteřníku. Byl nejčastěji z dubového dřeva, někdy z červeného buku nebo jilmu. Nestačila-li délka jednoho kmene, byl složen z několika kusů, spojených dlouhým přeplátováním. Pod stěžněm však musel být vždy celistvý trám. K oběma koncům páteřníku byly připevněny vazy, rovněž z dubového dřeva. Přední vaz tvořila křivka, složená z několika dílů křivě rostlých dřev. Na horním konci předního vazu byl připevněn krakorec, tj. trámec vystupující z vazu šikmo vzhůru vpřed. Vnitřní strana vazu byla spojena s palubou. Zadní vaz tvořil obyčejně rovný dubový trámec z jediného kusu. Z

Paroplavba

Od jisté doby přestala být symbolem plavby bílá plachetnice, a stal se jím do šálou černého kouře ozdobený parník. To se však nestalo najednou. Plachetnice, absolutně ekologické zařízení k plavbě, měla svou největší nevýhodu v tom, že naprosto nemohla dodržovat jakýkoliv jízdní řád. I když byly staletými zkušenostmi shromážděny nepředstavitelně hojné informace o směrech větrů, vanoucích v různých dobách na různých místech, šlo víceméně vždy o údaje statistické, umožňující nepředstavitelně mnoho odchylek, anomálií a nepravidelností. Plachetnice musela při nevhodném větru někdy dlouhou dobu čekat před cílovým přístavem, než byla schopna do něj vplout. Proto se snahy po novém zdroji pohybu, ozývající se především z potřeby důlního podnikání a textilního průmyslu, objevovaly tu a tam i ze strany stavitelů lodí. Nebylo to ovšem často, protože míra konservativismu lidí, spojených s plachtami byla neobyčejná. Přesto se našli výstředníci, kteří dosažené úspěchy při stavbě parního stroje dokázali převést do této oblasti. Již v roce 1781 se Francouz de Jouffrey plavil na Saoně na parním člunu, a jeho plavba trvala 15 minut. Je lodním protějškem dělostřeleckého důstojníka Cugnota, který zapřáhl o pár let dříve páru do svého vozu, majícího sloužit jako tahač děl. Dalším je Američan Z. Fitsch, jehož parní loď "Experiment" vyvinula mezi Filadelfií a Trentonem rychlost asi 12 km/hod. v roce 1801 zkoušel ve Skotsku parní loď Skot Srymington. První relativně provozuschopná parou hnaná loď je spojena se jménem Richarda Fultona. Ten zkoušel svou loď na Seině a nabídl své služby samotnému Napoleonovi, ten však pro tak nejisté aparáty neměl valné pochopení. S jistým zájmem se načas setkal v Anglii, i pro tu však po vítězství u Trafalgaru ztratila tato idea cenu. Proto odjel do Spojených států, kde postavil kolesový parník "North River of Clermont", který konal pravidelné jízdy po řece Hudson mezi New Yorkem a Albanou. V Glagově byly podle Fultonova projektu postavena loď "Comet", která též zajišťovala pravidelnou říční přepravu. Dle některých pramenů však nepatří prvenství v Americe Fultonovi, nýbrž Johnu Stevensovi. Ten měl již roku 1809 použít kolesový pohon na lodi "Phönix", která dle zpráv doplula z New Yorku do Filadelfie. Jeho parní stroje měly vahadlovou konstrukci a kolesa měla průměr až 12 m. Kolesa, která bylo možno vidět na těchto lodích, mají svou dlouhou minulost. Myšlenka kolesového kola je jednoduchá jak Kolumbovo vejce - je to vodní kolo v opačné funkci. Myšlenka se mohla také zrodit tak, že je to vlastně několik vesel nasazených na otáčející se hřídel, a tak byla tato myšlenka realizována již ve starověké Číně. Odtud pravděpodobně pronikla znalost tohoto prvku do Středomoří, takže bylo toto kolo použito v punských válkách Římany k přepravě vojska na Sicilii. Kolesovým pohonem se zabýval i Leonardo da Vinci. Ze 16. Století pochází pokus kapitána Blasca de Garey, který sestrojil koleso uváděné do pohybu spojenými silami 40 mužů. Malou kolesovou ručně poháněnou loď si sestrojil pro cestu z Fuldy po Veseře do Anglie i Denis Papin, loď mu však rozbili veserští lodníci. Právě na řekách bylo ovšem možno spatřit parníky nejdříve. V Rusku na Něvě pluly od r. 1815, ve francii po Seině od roku 1816, v Německu po Weseře od roku 1817. Na mořích,

134

zatím pouze pro pobřežní plavbu, je možno je vidět od roku 1816. Sloužily zejména jako vlečné lodi v přístavech. I tak však již prokázaly nedocenitelnou službu plachetnicím. Úspěch mnohých typů plachetnic byl založen na těchto parních člunech - nemusely mít totiž plachtoví vybaveno pro složité manévry v přístavech, nýbrž pouze pro plavbu na širém moři. Spotřeba uhlí u takového parního člunu byla taková, že si žádnou delší plavbu nemohl dovolit. První vlaštovkou nových možností byla loď, kterou by bylo možno na první pohled považovat za plachetnici. Byla to "Savannah", jejíž jméno bylo jménem přístavu ve státě Georgia v USA. Tato na první pohled fregata skrývala mezi stěžni komín. Parní stroj poháněl dvě velká kolesa, umístěná po obou bocích lodi. Loď mířila do Liverpoolu, kam také skutečně doplula za 29 dní. Na cestu byla vybavena 70 t. uhlí a další zásobou dřeva. Loď plula především pod plachtami, parní stroj byl v chodu pouze 90 hodin. Kouř, vycházející z komína prý vyvolal při blížení se lodi k irským břehům poplach, lidem na břehu se zdálo že loď hoří. Savannah byla spuštěna na vodu 22. srpna r. 1818, její délka byla 30,5 m, šířka 7,6 m a ponor plně naložené lodi 4,27 m. Kotel vyvíjel páru o tlaku 0,132 Mpa, parní stroj měl jeden válec o průměru 1,035 m a zdvihu 1,5 m. jeho výkon byl 66 kW. Lopatková kola měla průměr 4,9 m, lopatky měly 1,42 m nadél a 0,83 m našíř. Hřídel kolesových kol spočívala na horní palubě. I když se parní pohon začal poměrně rychle rozšiřovat v obchodním loďstvu, válečné námořnictvo se k němu stavělo netečně. Parní stroj se nezdál být dost spolehlivý pro válečnou loď, a mimoto panovala obava z ohniště na dřevěné lodi, a to zvláště případně v podmínkách námořní bitvy. Lopatková kola byla právem spatřována jako nejzranitelnější článek celého ústrojí. Navíc by snižovala počet děl, která by bylo možno na lodi umístit. Účinnost lopatkových kol byla ke všemu velmi nízká, a v případě větších vln se dostávala z vody, což podstatně zhoršovalo ovladatelnost lodi. Nepříjemný byl i malý akční rádius těchto prvních parních lodí, ve srovnání s takřka neomezeným u plachetnic - ty byly omezeny pouze zásobou potravin a především pitné vody. Parní lodě byly tedy ve válečném námořnictvu nejprve zařazovány jako lodě pomocné a vlečné, a teprve později jako korvety a fregaty. Zásadní inovací, která podstatně zvýšila plavební efektivitu parního pohonu, byl lodní šroub. Tento vynález bývá krom Čecha Josefa Ressla spojován i s dalšími jmény, kolem roku 1850 bylo na světě vydáno celkem více než 30 patentů na různé konstrukce lodního šroubu. Lodní šroub odstraňoval takřka všechny nevýhody kolesového pohonu. Nebylo však snadné o tom všechny přesvědčit. Kolesové kolo budilo dojem mnohem větší solidnosti a jeho "záběr" byl každému mnohem jasnější, protože svými lopatami více připomínal veslo. Lodní šroub, jakási subtilní vrtule, tolik důvěry nebudil. Voda není přece šroubová matka, aby se v ní mohl šroub otáčením bezpečně a účinně pohybovat. Anglická admiralita moudře usoudila, že nad všechny dohady a spekulace je jasný a jednoduchý pokus. Dne 3. dubna 1845 byly na klidném moři spojeny v opačném směru dvě lodi, kolesový parník "Alecto" a šroubový "Rattler". Obě lodi byly srovnatelné konstrukce i shodného výtlaku, obě měly parní stroj o výkonu 147 kW. Za malou chvíli po odstartování tohoto "přetahování" bylo jasno. Šroubový "Rattler" táhl kolesovou loď bez námahy za sebou rychlostí 3 uzlů. I tak však nebylo prosazení parního pohonu u válečných lodí nijak rychlé. Ani lodní šroub neodstranil poruchovost a velkou spotřebu uhlí, která stále ještě svazovala parníky s pobřežím. Až v roce 1850 byla postavena první parní řadová loď. Byla francouzská a jmenovala se "Napoleon", i tato loď však měla plnou plachetní výzbroj. Výtlak měla více než 5000 BRT. První anglická řadová parní loď se jmenovala "Agamemnon" , i ta měla podobně jako "Napoleon" na palubách 90 děl. V Krymské válce bylo parou poháněných řadových lodí již několik. Po jejím skončení nebyla již ve francouzském ani anglickém válečném loďstvu ani jedna pouze plachetní řadová loď. V roce 1857 zahájilo i Rusko program výstavby baltického loďstva, ve kterém měly mít všechny lodi parní pohon. Plachetnice byly používány pouze k pomocným a cvičným účelům. Výcvik na plachetnicích byl pro posádky parních

135

válečných lodí nadále nezbytný, protože ještě stále nesly plné oplachtění a na volném moři pluly pokud možno především pod plachtami, zatímco parní stroj sloužil jako záloha nebo v boji. Možná největší ranou, zasazenou plachetnicím bylo i to, že plachetnicím nebylo dovoleno proplouvat Suezským průplavem, dohotoveným roku 1869. Parníkům velmi napomohlo i to, že bylo zbudováno mnoho tzv. "uhelných stanic", ve kterých bylo možno během plavby topivo doplnit. První lodi bez plachetní výstroje se objevily až za války Severu proti Jihu v USA a citelněji se jejich počet začal zvětšovat až po roce 1875. Mnoho starých konzervativních admirálů považovalo konec plachetnic za konec slavné kapitoly válečného námořnictva a plavby vůbec. Nešlo pouze o plachty. Nové, již ne dřevěné, nýbrž ocelové lodi zcela změnily koncepci, strategii i taktiku námořního boje. Pouze málo z toho, co znal zkušený kapitán válečné plachetní lodi bylo možno použít. To vedlo k výrazné generační obměně v některých loďstvech, kdy na již nefunkčních tradicích lpící důstojníci byli nahrazováni mladou generací, schopnou bez nostalgie se orientovat v nových poměrech. Prvním velkým konfliktem už moderního loďstva byla především válka rusko-japonská, která se odehrávala v letech 1904-5.Vraťme se však po tomto přehledu k některým jednotlivým inovacím.

Ocelová konstrukce lodi

Ze dřeva, většinou dubového, byly všechny lodě stavěny do roku 1840. Závisela-li existence některých zemí na jejich loďstvu, závisela existence jejich loďstva na dřevu. Benátští stavitelé lodí ovšem museli dovážet dřevo až z Istrie a Černomoří. Uvážíme-li, že pro některé konstrukční prvky byla vybírána dřeva potřebným způsobem "křivá", byl dostatek tohoto komstrukčního materiálu záležitostí prvořadě strategickou. Proto také Ressel sloužil jako lesník u námořnictva, což je spojení pro nás spojení poněkud nezvyklé. Vyžadovaly se od něj znalosti lesnické a zároveň lodnicko-technické. Pro stavbu jedné fregaty bylo třeba asi 1800 kubických metrů dřeva. Trvanlivost dřevěných lodí závisela nejen na kvalitě dřeva, ale i na jeho optimálním stáří a kvalitním vyschnutí před zpracováním. To ovšem vyžadovalo dlouholeté zásoby. Loď z nekvalitně vyschlého dřeva byla hnilobou zničena za 7 - 8 let. Naproti tomu anglická loď "Royal William" byla postavena roku 1700 a sloužila do roku 1813. Dřevo se nevyskytuje v libovolných délkách, většina částí lodí musí být zhotovována nastavováním, které se děje především přeplátováním. To ovšem při pevnosti odpovídající nanejvýš jednomu trámu především zvětšuje váhu konstrukce. Když se začaly rozměry lodí zvětšovat a kdy se začala zvětšovat poměrná délka vzhledem k šířce, začala se projevovat nedokonalost spojů a nedostatek podélné pevnosti. Deformace lodního trupu způsobovala netěsnosti, vzrůstal počet oprav. Po vsazení těžkého parního stroje do dřevěné lodi se situace ještě zhoršila. Proto, jakmile to dovolila produkce železa a technologie válcování plechů a profilů, začaly se lodi stavět ze železa. Ani tato změna nebyla jednoduchá a snadná. Výrobci lodí nebyli zvyklí pracovat s jiným materiálem než se dřevem, železáři nevěděli nic o stavbě lodí. Proto nejprve pouze některé dřevěné části byly nahrazeny ocelovými, a spojování dřeva a oceli v konstrukci bylo opět velmi nedokonalé. Tak se vyráběla z oceli žebra a podélné výztuhy, zatímco dno a boky se dělaly nadále ze dřeva. Pouze v USA s nadbytkem dřeva se čistě dřevěné konstrukce stavěly v době, kdy se v Evropě již pracně hledala cesta k lodi celokovové. Ty se s pokrokem v metalurgii a začaly vyrábět ve stále větším množství. Výhoda železného trupu spočívala i v tom, že tato loď při stejných nebo lepších nautických vlastnostech byla lehčí a mohla proto nést větší užitečný náklad. Prvními odvážnými staviteli ocelových parních lodí byli angličtí inženýři patterson, Brunel a Russel, kteří postavili největší lodi v první polovině 19. Století. Jsou to lodi "Great Western" (1833), "Great Britain" (1843) a "Great Eastern" (1857).

136

O tom, že ocelová parní loď, kterou by bylo možno považovat za vrchol techniky nemusí mít právě šťastný osud, mluví příběh lodi "Great Eastern". Tato loď byla zázrakem. Výkon jejího parního stroje nezní dnes sice oslnivě, avšak tehdy to bylo maximum - pro kolesa 1471 kW a pro lodní šroub 1193 kW. Její kolesa měla průměr 17 m, jeden čtyřlistý lodní šroub měl průměr 7,3 m. Na 6 stěžňích bylo úplné plachtoví. Byla zamýšlena pro rychlé spojení Anglie s Indií kolem Afriky, cesta byla propočtena na 30 - 40 dní plavby. Krom 400 členů posádky měla pojmout 4000 pasažérů nebo 10.000 vojáků. Dějiny této lodi ukazují to, co je známo všem námořníkům - lodi mají své osudy, které se neodvratně naplňují, a jejich budoucnost je možno vyčíst ze znamení, kterými je jejich stavba provázena. Loď byla stavěna velkolepě, měla mimo jiné dvojité stěny s mezerou asi 90 cm, celá konstrukce trupu byla dokonale vyztužena a rozdělena na četné komory. Vnitřek lodi připomínal zámek, kde nechyběly varhany, koncertní síň, knihovna a salony. Kotev o váze 55 t měla loď 10. Roku 1855 musela být stavba přerušena pro nedostatek prostředků, a s velkými nesnázemi bylo ve stavbě po čase znovu pokračováno. Na vodu měla být loď spuštěna 3. listopadu 1857 a bylo pro ni připraveno jméno "Leviathan". Slavnostního spouštění na vodu se zúčastnilo obrovské množství diváků i odborníků z celého světa. Čekali však marně. Loď na skluzu popojela a zastavila se. Po více než dvou týdnech byly pokusy dostat loď na vodu zopakovány, avšak opět marně. Teprve pátý pokus 30. ledna 1858 byl úspěšný. V očích pověrčivých námořníků jsou jak přejmenování lodi, tak komplikace při spouštění špatným znamením. Neúspěšné spouštění bylo dokonce tak finančně nákladné, že se plavební společnost naprosto vyčerpala a nebyla schopna loď dohotovit. Když rozestavěnou loď nechtěl nikdo koupit, byla hluboko pod cenou prodána jiné plavební společnosti. Ta ji přejmenovala ne "Great Eastern" a dohotovila. Brzy na to explodoval na kotvící lodi ohřivač páry a byl zničen zrcadlový salon a o život přišlo 6 členů posádky. Když plula tato velkoloď pro 4000 cestujících poprvé do Ameriky, vezla 36 pasažérů. Teprve při čtvrté cestě vezla 400 cestujících, zato se hned poté dvakrát porouchala. Po nákladné opravě byla použita jako kabelová loď na kladení telegrafního kabelu mezi Evropou a Amerikou. Po opětném neúspěšném pokusu učinit z ní osobní parník byla definitivně přestavěna na kabelovou loď, ale ani tuto funkci nekonal dlouho, pouze do roku 1875. Od té doby 10 let chátrala v přístavu, až byla znovu na krátký čas oživena jako exponát výstavy v Liverpoolu. Roku 1888 byl jejímu trápení učiněn konec a byla prodána jako vrak do šrotu. Tato smutná lodní epizoda zastavila na čas stavbu takto velkých lodí, a ta byla znovu obnovena, až byla zdokonalena výroba plávkového železa a z něj válcovaných profilů.

Svět osobních rychloparníků

Již koncem 19. století bylo patrno, jakým směrem se bude vyvíjet lodní doprava (nemluvíme nyní o lodích válečných). Všechny lodní typy bylo možno rozdělit na tři druhy 1. Lodi nákladní, případně tankové, kontejnerové atp.2. Lodi pro smíšenou dopravu3. Lodi osobníKonstrukce nákladních lodí se velmi rychle ubírala cestou největšího zefektivnění jejich provozu, nalezení nejlepšího uspořádání nákladových prostor s ohledem na nosnost lodi, její stabilitu a pevnost a využití veškerého prostoru. Objevuje se charakteristická silueta nákladní lodi s palubními nástavbami na konci lodi a s rovnou palubou, na které může být též uloženo přepravované zboží. Lodi pro smíšenou dopravu jsou v podstatě nákladní lodi, které část své kapacity využívají pro přepravu pasažérů. To je často výhodné pro takové lodi, které při pravidelných cestách nemají v obou směrech plné využití, takže v jednom směru jezdívají pouze s malým

137

nákladem nebo dokonce s vodním balastem. V současné době má tato doprava pouze místní a omezený význam, a je běžný nanejvýše mezi přímořskými oblastmi či ostrovy v Asii. Osobní lodi byly před rozmachem letecké dopravy jediným dopravním prostředkem pro mezinárodní a zejména mezikontinentální dopravu. Ještě na školních atlasech z 50. let 20. století byly přístavy propojeny čárkovanými liniemi, znamenajícími pravidelné lodní linky. Nejslavnější doba tzv rychlolodí začala v šedesátých a sedmdesátých letech 19. stol. Jejich výkon a nosnost jsou využity pro rychlost a pohodlí cestujících. Hlavním provozovatelem těchto lodí byla lodní společnost Severoněmecký Lloyd. Byly stavěny v anglických loděnicích První z nich potřebovaly na cestu do Ameriky 16 dní, zpět 12 1/2 dne. Pozdější parníky zvládly tuto cestu za 9 až 8 dní. Poměr jejich délky k šířce byl asi 9 : 1. Na svou dobu měly veliký výkon, až 6000 HP. Konkurentem Severoněmeckého Lloydu byla anglická společnost White Star Line, která vlastnila parníky "Mauretania", "Louisitania", "Titanic", "Oceanic" a "Aquitania". Další známou společností byla "Cunard". Reklamním sloganem těchto plovoucích luxusních hotelů byla naprostá bezpečnost plavby. Titánskost takové představy dokázal drasticky konec rychloparníku "Titanic". Jeho výtlak byl kolem 60 000 t. dlouhý byl 265 a široký 28 m. Dosahoval rychlosti 21 mil/hod., a patřil společnosti White Star Line. Při 892 členech posádky vezl 1400 cestujících. Pro jistou nepotopitelnost bylo na palubě pro více než 2000 lidí pouze 20 záchranných člunů. Jak praví nejznámější verze katastrofy, kapitán lodi nedbal varování, že se v moři pohybují ledovce a nechal loď pokračovat i v noci v plavbě plnou parou. Předpokládal, že se mu ohlášeným pásmem ledovců, které mělo být 70 mil dlouhé a 12 mil široké podaří proplout. Náraz do ledovce nastal 20 minut před půlnocí avšak posádka byla přesvědčena o nepotopitelnosti lodi, rozdělené na vodotěsné komory natolik, že nevyhlásila okamžitě všeobecný poplach. Zkáza však pokračovala velmi rychle, v 23.50 vysílá "Titanic" nouzový signál, který je zachycen několika loďmi, z nichž nejbližší byla od "Titanicu" vzdálena asi 52 mil. Evakuace pasažérů, ke které bylo nakonec přikročeno narážela nejprve na to, že pasažéři nechápali vážnost situace a nehodlali opustit loď. Když byla již zkáza zřejmá, byl parník již tak nakloněn na bok, že záchranné čluny na jedné straně nebylo možno použít. Když připlul na místo parník "Karpathia", mohl již zachránit pouze 705 osob. Bylo 15 dubna 1912 2 hod. 20 min, kdy se za zádí "Titanicu" zavřela voda. Ledovec, se kterým se loď srazila, plul na obzoru a měl výšku desetipatrové budovy… V nedávné době se podařilo vrak "Titanicu" na dně moře objevit a prozkoumat. Ukázalo se, že trhlina je mnohem menší, než se celou dobu mínilo. Díky tomu, že se podařilo získat i vzorek oceli, ze které byl plášť lodi vyroben se ukázala další věc. Tato ocel měla takové nepříznivé vlastnosti, dané přítomností fosforu a síry, že se při teplotě kolem bodu mrazu stala křehkou. Ocelové pláště současných lodí jsou z materiálu, podrobeného přísným metalografickým zkouškám, dnes by se proto dle úsudku odborníků i při podobném nárazu trup nárazem promáčkl, avšak neprolomil.

Další způsoby pohonu lodí

Pro úplnost je třeba dojít až do těch končin, ve kterých se pohon lodí pohybuje dnes. Již v době rozmachu parních strojů se objevil jejich velký konkurent a nahraditel v podobě spalovacího motoru. Byl to zejména německý inženýr Rudolf Diesel, který přinesl na svět vznětový motor, zvláště vhodný pro pohon lodí. Ironií osudu je to, že sám záhadně zemřel na cestě lodí z Anglie. První velkou motorovou lodí byl ruský parník "Borodino" z r. 1911. V

138

Rusku se motorové lodi velmi rychle rozšířily, ovšem zatím u lodí říčních. Na námořní lodi se tento motor dostal teprve tehdy, až se podařilo dosáhnout možnosti reverzního chodu. První námořní lodi byly vyrobeny pro Východoasijskou společnost a jmenovaly se "Selandia", "Finonia" a "Jutlandia". Vedle spalovacího motoru však zůstává pára stále ve hře, dnes však již ženoucí parní turbiny. Uhlí je zde nahrazeno tekutými palivy či řízenou jadernou reakcí. To je však již přítomnost, kterou technik sám zná.

Vývoj válečných lodí Válečná technika je dnes obvykle prvním aplikátorem a uživatelem nových technologií a technických inovací. Je nutno říci, že v případě válečného námořnictva a parního stroje působila spíše síla tradice, která vyvolávala nedůvěru k oněm mnohdy překotným novinkám , přineseným průmyslovou revolucí. Proto i válečné lodě, vybavené parním strojem, nesly až do 70. Let 19. Stol. plné nebo alespoň redukované oplachtění. Zavádění inovací není ovšem zvláště v tomto oboru pouze záležitostí přání nebo představ. Podobně jako v pevnostním stavitelství, i zde se hybatelem nezbytných změn ukázala být trhavá dělostřelecká munice. Jako ochrana proti ní byl francouzským generálem Paxihansem již r. 1841 navrhován železný pancíř. Pokusy se zdály být úspěšné, avšak železárny nebyly zatím schopny dodávat pancéřové pláty v potřebné kvalitě a potřebných rozměrech. První pancéřem chráněná loď postavila Francie. Tato loď, "La Glorie", byla vyprojektována r. 1858. Byla postavena ze dřeva, avšak její trup byl chráněn pancířem o tloušťce 120 mm. Zkoušky byly sice úspěšné, avšak na druhé straně ukázaly slepou uličku. Loď s takovouto pancéřovou ochranou má smysl teprve tehdy, je-li vyzbrojena děly a municí, která dokáže tento pancíř prorazit. Tak začal dosud trvající závod mezi střelou a pancířem. Tento motiv je pěkně popsán v románu Julese Verna "Na Měsíc". Anglická odpověď na tuto výzvu přišla v podobě projektu konstruktéra Isaaca Wattse. Loď "Warrior" byla celokovová, pancíř však chránil pouze prostor ve středu lodi. Pancíř nebyl připevněn přímo na železný trup, nýbrž na podložku z teakového dřeva o tloušťce bezmála 0,5 m. Souběžně s vývojem pancéřování postupuje, jak již bylo řečeno, vývoj děla. Do poloviny 19. Stol. se všeobecně používala děla s hladkým vývrtem hlavně. Jejich výkon byl k překonání pancíře nedostatečný. Hledání se ubíralo různými cestami. Jedna vedla k zvyšování ráže děl. Střela o zvýšené hmotnosti neměla, podle předpokladu, pancéřové pláty prorážet, nýbrž uvolňovat. Ojedinělé úspěchy zaznamenala tato koncepce za občanské války v USA. Děla s drážkovanou hlavní se jevila být další možností, která se však prosazovala velmi těžce. Například děla firmy Armstrong o ráži 26,6 cm s hladkou hlavní střílela litinové koule o hmotnosti 70 kg. Ve vývoji dělostřelectva se o prolomení zakletí hladké hlavně zasloužilo Prusko. V Prusku šlo ovšem o děla polní a pobřežní, byla však zkoušena i proti námořním cílům. Kruppova děla ráže 15 cm dokázala prorážet anglické pancéřové pláty na vzdálenost 475 m. Při těchto pokusech šlo i o vyzkoušení nových konstrukcí hlavní, schopných snášet zvýšené tlaky a o konstrukci spolehlivého závěru, umožňujícího nabíjet dělo zezadu. Byl to vše jeden komplexní problém, protože jedno souviselo s druhým. Posléze se podařilo vyřešit závěr, ve Francii šroubový, u Kruppa klínový. Dalším problémem byla sama střela. Železné litinové koule byly jednoznačně nedostatečné, střely protáhlého tvaru nebylo v hladkých hlavních možno používat, protože se za letu převracely. Jediným východiskem se tedy ukázala válcová

139

střela v rýhované hlavni, která jí udělí stabilizující rotaci. V této fázi tedy ještě stále vede pancíř nad střelou. Nové koncepce v oblasti zbraní a válečnictví nebývá obvykle nikdy dlouho ponechána bez možnosti praktického vyzkoušení na bojišti. Některé konflikty se dokonce vedou především z tohoto důvodu. Pro hledání nových možností ve stavitelství válečných lodí je to již občanská válka v USA, která ukázala na příkladu zvláštní konstrukce "Monitoru" cestu k naprosto odlišným pojetím stavby válečné lodi. Objevují se zde především dělové věže, perspektivní náhrada dělostřelectva na palubách řadových lodí. Lodi typu "monitor" byly díky své i poněkud přehnané slávě stavěny i v dalších zemích v hojném počtu. Tato loď je krom dělové věže charakteristická nízko nad hladinu vyčnívající palubou -obvykle kolem 0,5 m nad čáru ponoru. Byla to pouze jedna cesta, která se ukázala být zanedlouho slepá jako mnoho ostatních. Koncem 19. Století je naplněno velmi horečným hledáním oné perspektivní podoby nejen jednotlivých válečných lodí, ale i skladby válečného loďstva, které nelze posuzovat bez ohledu na možnosti a vývoj pozemních válčišť. Horečné hledání vedlo k tomu, že mnohé zdánlivě převratné novinky byly uplatněny při stavbě pouze několika kusů lodí a už byly překonány jinou inovací či koncepcí. Celkový trend však stále zřetelněji mluvil pro silně pancéřovanou parní loď s účinnou dělostřeleckou výzbrojí. Zvýšené účinnosti pancíře se dosahovalo jeho kombinací s teakovým dřevem. Střela zpomalená nárazem na železný pancíř v teakové vrstvě obvykle uvázla. Celková tloušťka těchto vrstev se pohybuje kolem 0,5 - 1 m. Na pancíře začíná být již používána kvalitní ocel, případně je v tzv. sdruženém pancíři , ve kterém je tvrdá ocelová deska přivařena na spodní z měkčího houževnatého železa. Sdružený pancíř měl o 60 % lepší účinnost, takže bylo možno zbavit loď někdy až metr silných vrstev pancíře a dřeva. Zesilování pancíře vyvolalo zvýšení ráže těžkého dělostřelectva, navrhované a vyráběné kanóny byly někdy monstrózní, postupně se však ráže ustálila na 30 cm. Velkým úspěchem bylo nahrazení černého prachu bezdýmým prachem na bázi nitroglycerinu. Nové pojetí taktiky boje vyvolalo nutnost takového umístění děl, aby bylo možno vést palbu vpřed ve směru podélné osy lodi. Tento požadavek splňovaly tzv. kasematové lodi, jeichž dalším pokračováním jsou lodi věžové. Vývoj válečného loďstva od konce 19. Století představuje látku, příslušející do jiné kapitoly.

140

MODUL 7 STAVITELSTVÍ A ARCHITEKTURA

Stavitelství a architektura3000 ante V Uruku stavby z nepálených i pálených cihel, na Nilu, Eufratu a Tigridu

hráze, stavidla a zdrže2954 Město Ur založeno podle předem rozvrženého plánu2900 Megality v západní a severní Evropě2800 Založen Babylon na půdorysu 18 x 18 km2700 Pyramida v Sakkáře 2600 Zlatá doba stavby pyramid, Cheopsova 232 x 232, v 1482113 Zikkurat v Ur1400 Těžba kamenných kolosů v Egyptě1300 Plavební kanál z Nilu do Rudého moře za Ramesse II.710 Ezechiášův tunel 533 m450 Klasické řecké chrámové stavby290 Maják na ostrově Faros a Rhodský kolos150 V Římě vynalezena hydraulická malta13 Vitruvius napsal souhrn technických znalostí: De architectura

27 V Římě se množí kupole, Pantheon 43,5 m, známo již 323 ante1. stol. Regulace zástavby Říma, max. výška 22 m, dům, do kterého vede 200 schodů

Stavby akvaduktů v Římě65 Při stavbě Kolossea poprvé použita křížová klenba216 Caracallovy lázně v Římě537 Dokončen chrám Hagia Sofia, kupole o 33 m ve výšce 56 m1150-1300 Epocha gotických katedrál1446 Kopule chrámu ve Florencii – Bruneleschi1500 Leonardo da Vinci1517 Albrecht Dürer vyvinul základy tzv. pruského polygonální obranného systému 1801 Boulton a Watt použili litinu jako konstrukční materiál1849 Francouzský zahradník Joseph Monier vynalezl armování betonu1850 Postavena hlavní budova křišťálového paláce v Londýně1859 Nedaleko od Aix-en Provence postavena první moderní údolní přehrada1883 Architekt John Wellborn Root postavil v Chicagu první mrakodrap1889 Dokončena stavba Eifelovy věže

141

Člověk a jeho příbytek

Stavitelství v době předhistorické Obytné stavby První sídla člověka, která již nejsou pouhým „doupětem“, jaké si dovede vytvořit či vyhrabat i zvíře jsou patrně sídliště diluviálních lovců. Jsou volena velmi důmyslně, a je možno vidět, že se zde uplatnila jejich znalost přírody. Tábořiště byla především v blízkosti vody, protože k vodě chodila zvěř a tam ji bylo možno snadno ulovit nebo chytnout do pasti. Navzdory blízkosti vody dokázali být tak daleko, aby nebyli ohrožováni povodněmi. Sídliště se vyskytují na místech, odkud je dobrý rozhled, řekli bychom na místech strategicky výhodných. Přiměřený přehled po okolí byl důležitý jak pro sledování pohybů zvěře, tak i k ochraně před cizími nepřátelskými tlupami. Za obydlí sloužily také jámy, vyhloubené v zemi. Tato zemljanka se směrem ke dnu rozšiřovala, takže dno mělo větší plochu než vstupní otvor. Jámy byly propojeny chodbami a vytvářely celý systém. Obytné jámy byly typickým příbytkem některých indiánských kmenů v severní Americe, a poměrně široký žebřík, kterým se vystupovalo a sestupovalo byl přímo kultovním znakem takových kultur. Opačná tendence se projevovala na stavbách kolových. Ty naopak vystupovaly nad terén, případně nad vodní hladinu. Typologicky významná jsou obydlí hromadná, jejichž příkladem je třeba indiánské pueblo. Je to poměrně velká stavba z hlíny, kdy na střeše jedné buňky je postavena další, a to na několik pater. Charakteristickým znakem těchto staveb jsou ze zdi vyčnívající stropnicové trámy a opět onen žebřík, kterým jsou jednotlivé buňky přístupné. Součástí puebla byly i prostory, vyhloubené do země. Tam se konají kultické obřady, přístupné obvykle pouze mužům V paleolitickém a mesolitickém období sloužily k obytným účelům lehké stanové přístřešky, v neolitu doznává stavební technika prvního stupně rozvoje. Lid kultury lineární keramiky stavěl tzv. dlouhé domy (35–45m), které spočívaly na 5 řadách kůlů. Pozdější kultury stavěly domy menších rozměrů, o čem svědčí jednak archeologické výzkumy, jednak hliněné modely domů, na nichž je naznačeno proutěné vypletení rámové konstrukce stěn. Stěny mohly být omazány hlínou, případně nabíleny a ozdobeny malbou. V neklidném období eneolitu se část sídlišť přesunula na výšiny a byla opevňována palisádou. Na všechny konstrukce bylo užito tesařsky upravených kmenů při empirickém poznání základních zvyklostí statiky (vsazování kůlů a pilířů, užití opěrných nosníků krovu, jednoduché vazby trámů apod.) Střechy byly štítového typu. První stavby srubové konstrukce se objevují v podobě pohřebních komor halštatských mohyl. Keltové ovládli stavbu zdí z lícovaných na sucho kladených kamenů zabezpečených svisle zapuštěnými trámy (opevnění oppid). Ke stavbě podezdívek obytných chat byl užíván neopracovaný kámen.

Území jižní Moravy zasáhla okrajově římská expanze. Pomocí letecké archeologie bylo zjištěno mnoho vojenských pochodových táborů, případně stálý tábor vybavený stavbami s teplovzdušným vytápěním pod podlahou (Mušov). Pro slovanské etnikum byly typické stavby čtvercovitého půdorysu se zahloubenou podlahou pod úroveň terénu, buď kůlové nebo srubové konstrukce, opatřené ohništěm nebo pecí. Na hradištích se objevují první monumentální stavby církevních objektů (od 9. století) budovaných z kamene konstrukcí podle tzv. římského modulu dle antických tradic. Stavby jsou zděny na maltu s užitím litých podlah, dlaždic a často ze značné vzdálenosti dováženého stavebního kamene. Tak jako všechna díla techniky jsou stavby bezprostředně spojeny s pojmy pevnosti užitého stavebního materiálu a stability konstrukce.

Megalitické stavby

142

jsou svědectvím o tom, jaký význam přikládal člověk onomu světu tajemných sil, duchů a božstev. Stěží pronikneme do onoho způsobu myšlení, ve kterém je místo pro tak velké oběti, jaké pro neolotické pospolitosti představují jejich kamenné monumenty. Megalitické stavby se porůznu vyskytují takřka na celém světě, bezpochyby nejznámější je však megalitický komplex Stonehenge na Salisburské plošině v jižní Anglii, který se typologicky nazývá kromlech. Je to v podstatě astronomická observatoř, orientovaná na východ Slunce za letního slunovratu. Jak tomu zpravidla bývalo, je to zároveň místo, kde se uskutečňoval kult a přinášely oběti. Na kruhovém půdoryse o průměru 30 m je postaveno 80 hrubě opracovaných kamenných pilířů o výšce 4,4 m a hmotnosti kolem 25 t. Pilíře jsou spojeny překladem, jde o tzv. trility. Pilíře pocházejí z lomu, vzdáleného 300 km, některé ovšem z lomu poměrně blízkého – pouhých 30 km. Uvnitř tohoto kruhu je pět podkovovitě uspořádaných trilitů, kolem ústředního 6 m vysokého trilitu. Sporadicky je zachován i vnější kruh o průměru 100 m. Je to objekt obestřený teoriemi a dohady, některé prvky výzdoby vedou k spekulacím o možné účasti Mykéňanů a spojení s nalezišti cínových rud. Dalším typem megalitických staveb jsou menhiry (bretonsky men = kámen a hir = dlouhý). Jsou to balvany svisle zapuštěné do země. Patrně největší menhir se nalézá v Bretani, byl původně vysoký 23 m a měl hmotnost 348 t. Menhiry se často vyskytují v řadách, a často se objevují podél tzv. cínové stezky z Cornwallu do Středomoří. Posléze dalším typem megalitu je dolmen. Je to obvykle hrobka se stropem z balvanů, často skryta pod mohylou Ve španělském Romeralu se nalézá dolmen pod štěrkovou mohylou o průměru 85 a výšce 8 m. nedaleko se nalézá další dolmen, jehož strop je z 31 balvanů o celkové hmotnosti 1 ž00 t se zarovnaným povrchem. Největší z těchto stropních balvanů má rozměry 12 x 7 x 2 m a hmotnost 320 t. Technicky je manipulace s takovým balvanem a jeho osazení větším problémem než stavba egyptských pyramid. Dolmeny i menhiry vznikaly během 2. tisíciletí př. N.l., a to nejen v Anglii a Francii, ale i na Baleárách, na Korsice a Sardinii. Spojnice těchto staveb vede v nesouvislé linii až do Japonska. Technik si v souvislosti s existencí těchto dávných lidských děl uvědomí nejen složitost a náročnost koordinace práce stovek i tisíců lidí, ale i technickou genialitu, která dokáže využít elementární mechanické zákonitosti a pomocí šikmých ploch, ramp, pák, lan a válců doslova zvítězit nad hmotou. Je známo, že se výzkumem postupů těchto staveb zabývá český inženýr Pavel Pavel, a že dokázal některé z těchto pradávných postupů rekonstruovat. Současné egyptologické expedice dotvrzují, že u obyvatelstva oněch krajin je schopnost těmito jednoduchými způsoby dosáhnout obdivuhodných výsledků dosud zachována. Schopnost řešit problémy „hlavou“ a nikoliv hrubou silou strojů se lidově nazývá „fištrón“. Přiměřený dar této vzácné substance by měl mít i inženýr III. tisíciletí. Megalitické stavby v Anglii, Francii a na dalších místech jsou často dílem etnik, která nevytvořila trvalejší státní útvary. O to jsou na jedné straně obdivuhodnější, tím se však liší od děl velkých civilizací starověku.

Stavitelství starověkých kultur

Stavitelství starověké Mezopotámie

Přírodní a společenské podmínky Podnebí předního východu nesužuje sice člověka chladem, nelze však říci, ze by bylo vždy příjemné. Jsou zde poměrně značné výkyvy, a zvláště v letních měsících zde panují extrémní vedra. Lidé se zde proto již v paleolitu uchylovali do jeskyní a jiných chráněných míst.. Již v této době vznikaly ovšem stavby, budící dodnes úžas. Vznik nejstarších státních

143

útvarů v této části tzv. „úrodného půlměsíce“ je vyvolán jak nezbytností koordinovaného úsilí při zavodňovacích a odvodňovacích pracích, nýbrž i obrana zemědělských území proti ohrožením, která představovala nomádská a polonomádská etnika, žijící na pouštích a polopouštích Sinajského poloostrova a na ostatních končinách, Mezopotámii obklopujících. Mocenskopolitická situace v Mezopotámii byla navíc mnohem méně stabilní než např. v Egyptě. V Mezopotámii se vystřídalo několik velkých kultur, přičemž je možno pozorovat, že centra moci se mají tendenci posouvat od jihu k severu. Stavební materiály a charakter stavitelství Nejdůležitější stavební hmotou byla hlína, kamene byl v Mezopotámii nedostatek. Je pozoruhodné, jak kultury žijící v tomto říčním kraji dokázaly hlínou nahradit kámen, dřevo i papír. V paleolitu a v mezolitu se objevují okrouhlé chýše, stavěné na kamenných základech. Vlastní zdi byly z výpletu větví, z pružných prutů nebo již trámové konstrukce, která byla omítnuta hlínou. Důležitým stavebním materiálem byl hlavně v počátečních dobách mezopotámské kultury rákos, který se krom vložek do zdiva používal i jako krytina Záhy se však začala hlína formovat do pravidelných hranolů, a zformované cihly se sušily na slunci. Brzy se však výrova cihel zdokonalila v tom, že byly vyráběny ve formě, kde byl dostatek dřeva i vypalovány vypalovány a glazovány. Vyráběly se i speciální tvarovky, a to především cihly do kleneb. Rozměry cihel bývaly i modulem, to je rozměrem, v jehož násobcích byly dány rozměry celé stavby. Jako pojiva při zdění z pálených cihel se používal asfalt, kterým se také napouštěly rákosové rohože, vkládané do zdiva. Používal se i k impregnaci dřeva proti houbám a mravencům, stejně jako podklad cest, a to zvláště cest slavnostních, tzv. procesních. Zvláštní výtvarný účin babylonských staveb bývá dán použitím glazovaných cihel. Původně snad tvořila každá cihla samostatný prvek, později však byly vytvářeny větší a složitější obrazy z několika cihel. Mimo glazovaných cihel se barevná sklovitá hmota, sloužící k výrobě Mosaik. Cihly se kladly buď nasucho nebo byly spojovány hliněnou maltou. Vypalované cihly se spojovaly asfaltem a spojení bylo doplněno rákosovou vložkou. V novobabylonské říši se používala malta sádrová. Již v té době byl zaveden zvyk opatřovat cihly značkou nebo nápisem, který se při zdění kladl směrem dolů. Prvopočátky mezopotámského stavitelství je nutno hledat u Sumerů. První skutečné stavby jsou stavbami monumentálními, majícími sloužit kultu zbožštění krále. Smyslem tohoto kultu je vytvoření nadrodového, v pravém slova smyslu státního celku, kde autorita krále musela být vyvýšena nad autoritu rodových patriarchů. Spíše trvale neklidné poměry, panující v době rozkvětu velkých kultur ovlivnily i podobu stavitelství a architektury – přestože zde bylo objeveno a použito mnoho nových stavitelských prvků, nevyužívalo se jemnějších detailů, nýbrž spíše převládalo množství hmoty a bohatství, dokládající královskou moc. Vše bylo zaměřeno na ohromení diváka, který měl být zdrcen velikostí božského krále. Důležitým stavebním prvkem, se kterým je tak možno se setkat již u Sumerů je klenba. Nejstarší nález je kladen do období kolem 3300 l.př.n.l.. Oblouk klenby býval půlkruhový nebo lomený. Starší podobou klenby je klenba přečnělková z předstupujících kamenů, tzv. nepravá. Objevuje se i pravá klenba z tvarových klenáků. Klenulo se bez skruže, s probíhající stačnou spárou a vrstvy klenby byly kladeny buď šikmo, takže se opíraly o čelní zeď, nebo rovnoběžně s čelním obloukem. Klenby se nejprve používaly na stropy hrobů, později již u staveb k účelům architektonickým. U kleneb podzemních chodeb se mění profil klenby zároveň s profilem chodby, což je vysvědčením pokročilého klenebného umění. V Assýrii se krom valené klenby klenuly i kopule, a to na budovách užitkového, nikoliv přímo reprezentačního charakteru, snad na sýpkách. Taková klenba mívala ve vrcholu otvor. Jako podpor se používalo sloupů asi od 3200, a býval to dřevěný kmen s asfaltovým nátěrem. U

144

významných staveb byl sloup opatřen kovovým pláštěm. sloup nebyl vždy konstrukčním, ale často symbolem nebo magickým prvkem ve funkci ochrany vchodu před démony a zlými duchy. Objevuje se i sloup svazkový, složený ze čtyř válcových dříků. Hlavice některých sloupů připomínají hlavici iónskou, a naznačuje tak původ tohoto stylu. Sloup byl však v Mezopotámii spíše dekorativním než nosným prvkem. Podlahy místností byly nejčastěji z dusané hlíny, slavnostní prostory měly podlahu z cihelných nebo kamenných dlaždic. Stropy místností byly obvykle rovné, jejich konstrukce byly z některého dosažitelného dřeva – palmového, cedrového nebo cypřišového. Podhled často dotvářelo pokrytí bronzovým nebo zlatým plechem. Shora bylo na trámech nakladeno proutí a nad ním byla udusaná vrstva hlíny. Stropní konstrukce byla takto velmi těžká a patrně i proto bývaly místnosti poměrně úzké. Stavitelství bylo důležitým tématem zákonů. Ty upravovaly řešení náhrad škod při úrazech a všech možných nehodách. Vycházelo se obvykle ze zásady oko za oko, zub za zub. Budování důležitých staveb předcházelo vypracování plýánu, zahájení stavby bylo spojeno s obětí bohům a nadto byl astrologicky hledán příhodný den. Po dokončení byl dům knězem vysvěcen.

Základní druhy staveb

Kanály a hráze byly i v Mezopotámii, jako v každém říčním území, základním předpokladem celé kultury. Hloubení kanálů bylo jednoduchou záležitostí početných lidských mas, složitější je stavba hrází. Ty byla stavěny ze sušených cihel a pouze plášť hráze byl z cihel pálených. Cihly byly spojovány asfaltem. Tak byla zbudována 30 km dlouhá hráz, vedoucí od Ištařiny brány až k do Kiše. Byla ho hráz, určená k zadržení vod, mohoucích ohrožovat Babylon.

Městské hradby byly od počátku civilizace až do druhé poloviny 19. století neodmyslitelnou součástí každého města. Fortifikační stavby jsou jednou z nejvýznamnějších odvětví stavitelství, kterému se budeme věnovat i v dalších kapitolách. V Mezopotámii byly hradby zakládány na kamenném podloží, zakončeny cimbuřím a zpevněny pravoúhlými nebo

145

válcovými věžemi. Později se budovala soustava 2-3 hradebních zdí, mezi kterými byl vodní příkop. Hradby bývaly nejméně 9 m, ale také až 24 m vysoké a jejich tloušťka tvořila třetinu výšky. Hradby Babylona byly patrně nejmohutnější, i když Herodot patrně přehání, připisuje-li jim výšku 100 m. tyto hradby tvořily čtverec kolem města a jeho strana byla přes 21 km. Hradební zeˇse směrem k základům rozšiřovala, čímž vznikla tzv. zeď talutová. Do města se vcházelo monumentálními branami, u nichž byla hradby doplněny věžemi vystupujícími před zeď. Brána byla v starověkých městech společenským prostorem, provozoval se v nich obchod a bylo to prostředí i pro různá shromáždění. Brána totiž poskytovala nejen stinný, ale i průvanem osvěžovaný prostor. Starověká města byla také často hradbami s branami rozdělena na několik částí, a tak tomu bylo i v Babyloně.

Královský palác často přiléhal přímo k branám. Babylonský královský palác se rozprostíral ne ploše 540x420 m, což je třikrát více, než rozloha pražského hradu. Celý komplex byl rozdělen trojitou zdí, a byl postaven za panování několika králů. Nejnovější je palác Nabukadnézarův, který je z pálených glazovaných cihel zděných na asfalt. V paláci jsou reprezentační trůnní sály, řada úředních místností a bytů pro úředníky, a též dílny a byty řemeslníků. Palácové stavitelství v celé Mezopotámii vycházelo z podobného základu, přesto však Byly paláce s různými dispozičními řešeními. Například Sargonův palác, ležící severně od Ninive představuje hrad budovaný 6 let a obsahující 210 místností a 30 nádvoří. Je vybudován na dvou terasách o výšce 14 m, a jejich půdorys měří 314 x 194 a 237 x 50 m. Obřadnost byla vůdčím hlediskem u trůnního sálu, a to tak, že při audienci návštěvník vlastně s králem vůbec nepřišel do styku. Místnosti paláce většinou neměly okna, světlo přicházelo pouze otevřenými dveřmi. Celý palác se dělil na tři části, jejich jména jsou známa dodnes. Reprezentační část se nazývala serail, hospodářská khan a soukromá harém.

Chrám a sakrální architektura vůbec patří k dalším velkým a věčným tématům stavitelského umění. Svátostné stavby jsou totiž něčím víc než budovami. V jejich architektuře je pravidelně zakódováno samo poselství daného náboženství. Chrám je tak vlastně jistým materializovaným vyjádřením daného náboženského pojetí světa. Náboženství celé Mezopotámie bylo vyrostlé z jednoho základu, který byl položen již v Sumeru, ale přesto se z tohoto jednoho zdroje vyvinulo několik typů. Chrám sumerský je nejstarší, a v něm je založen základní koncept. Sumerský chrám se skládal ze dvou částí – byl to vlastní chrám, nazývaný „dům boha“ a vysoká stupňovitá chrámová věž, nazývaná „hora boha“. Stupňovitost mezopotámských chrámových věží, spojená s tím, že nekončily jehlanovitou špicí mohlo na někoho působit dojmem nedokončenosti, a na tom je založeno biblické líčení o babylonské věži. K jednomu zikkuratu patřilo i několik chrámů. Chrám i zikkurat se stavěly na vyvýšené terase, jejíž rozměry byly v Uru změřeny na 60 x 150 při výšce 21 m. Jako u hrází a hradeb bylo jádro ze sušených a ochranná vnější vrstva z pálených cihel. Zikkurat se skládal z několika stupňů které jako celá stavba takřka každým svým detailem měly symbolický význam. Tak například různá výška stupňů měla naznačovat různé sféry světa: podsvětí, zem nebe, to je sféry, kterými nutno projít na cestě k bohu do vlastního božího domu, stojícího na nejvyšší terase. Svým způsobem symbolický byl i prostor kolem zikkuratu. Byla tam skladiště, úřadovny a místa vyhrazená obchodu. Ekonomika těchto států nese často právem název „chrámová ekonomika“ protože i ekonomický život byl neoddělitelně spojen s náboženským kultem. Je dobré připomenout, že o všech dávkách a zásobách byla vedeny přesné záznamy a tak právě odtud pochází mnohé matematické znalosti, kterými byli zejména Babylonci proslulí. Byly i chrámy, ve kterých sloužily bohům kněžky, které krom obvyklé evidence zboží a zásob provozovaly i kultickou prostituci, velmi rozšířenou v zemědělských kultech. Sumerský chrám byl tedy dokonalým a úplným správním

146

centrem města, kde se soustředil veškerý hospodářský, politický i správní život. Vedle náboženství bylo jeho rolí i vyzdvižení královského božství a tím i legitimace státu.Zikkurat, typická sakrální dominanta mezopotámských duchovních a správních středisek se tedy stala pro nás známou díky 11. Kapitole 1. Knihy Mojžíšovy. Vzniklo velmi mnoho obrazů této záhadné stavby, kde došlo k zmatení jazyků. Snad nejznámějším dílem s tímto námětem je obraz nizozemského malíře ze 16. století Petra Breughela. Jeho Babylonská věž se snad v největší míře zasloužila o to, že se jeho jméno, počeštěně vyslovované „brajgl“ stalo výrazem pro zmatek a nepořádek.

1

Obytné domy byly půdorysně řešeny podobně jako paláce, to znamená, že jejich místnosti byly seskupeny kolem ústředního dvora, kde se odbýval celý život. V mnoha případech byly k pobytu i ke spánku využívána i plochá střecha budov. Dvůr měl tři základní části – vstup s předsíní, dvůr a širokou místnost na jižní straně, otevřenou do dvora, tedy k severu. V podlaze předsíně býval pevně vsazen hmoždíř k drcení obilí. Tento typ domu se v podobném provedení stavěl i v Řecku a Římě a má vliv i na architekturu některých renesančních paláců. Podobně jako u chrámů neměly místnosti okna a světlo vnikalo pouze dveřmi. Zadní temná část místnosti byla užívána jako ložnice.

2

Vodovody Mezopotámské královské paláce byly známy svými zahradami, z nichž opět nejznámější jsou visuté zahrady královny Semiramis, jeden z divů světa. Spotřeba vody v takových zahradách byla vysoká, a proto byly voda přiváděna stavbami, které jsou předobrazem římských akvaduktů. Jeden takový akvadukt na hrotitých obloucích je na hliněné destičce z Ninive, pocházející ze 7. stol. př.n.l.

3

Mosty a silnice Je doloženo několik různých typů mostních staveb, překonávajících obě velké mezopotámské řeky. Nejjednodušší byly mosty pontonové. Pevné mosty byly stavěny především ze dřeva, a spíše výjimečně z cihel nebo kamene. Patrně největší a nejznámější most byl v Babyloně, a to proto, že se dostal i do Herodotova popisu tohoto města. Tento most přes Eufrat je vedle římského mostu Pons sublicius (sublicius = kolový, pilotový) nejstarším dřevěným mostem, o kterých mluví písemné zprávy. Byl postaven asi r. 604 př.n.l. za krále Nabukadnézara jako prý nejnádhernější stavba starověku přes 600 m širokou řeku. Světlost otvorů byla 9 m a pilíře samy byly široké též 9 m. Pilíře byly dlouhé 21 m, proti proudu zašpičatělé a po vodě ukončeny plochým obloukem. Šíře pilířů měla zajistit jejich odolnost v dravém proudu řeky. Pilíře byly vyzděny z menších cihel a obloženy kvádrovým zdivem bez malty, spojovaným skobami na rybinu. Pilíře byly zakládány v suchu, Eufrat byl po dobu jejich stavby odveden do velkého jezera severně od Babylonu. Vozovka mostu byla na trámové konstrukci z cypřišových a cedrových trámů z Libanonu a měla šířku 30 stop. Mostovka se přes noc rozebírala. Uváděný důvod tohoto opatření je zvláštní. Bylo prý to proto, aby Babyloňané v noci nepřecházeli most a neolupovali se. Tento most je prý základem

147

pro rčení „spálit za sebou most“, tedy definitivně a nenávratně se od něčeho odloučit. Založení tohoto mostu bylo později připisováno samotné královně Semiramis.Cesty a silnice měly ve starověku poněkud jiný účel než na jaký jsme zvyklí. Je to patrno i z toho, že se často setkáte se slovním spojením „posvátná cesta“ nebo „procesní cesta“. V případě Babylona můžeme v této souvislosti směle mluvit o „silnici“, protože solidnost stavby této komunikace si to plně zaslouží. Procesní cesta v Babylonu, vedoucí od Ištařiny brány byla dlážděná a její profil je na obrázku. Byly ovšem i cesty, které měly skutečně dopravní určení, a k takovým patří pevnost krále Sargona s údolím Eufratu. Dokonalou techniku těchto staveb převzali Peršané a po nich Římané. Cesty byly doplněny údaji o vzdálenostech, a přinejmenším v Persii už i přepřahacími stanicemi a hostinci. ShrnutíStavitelské umění v Mezopotámii vzniklo z ideologických a praktických potřeb. Královský palác a chrám (v různém vzájemném poměru) plnily především funkci ideologickou, přičemž však chrám byl zároveň kultištěm, obětištěm a přitom i výrobním a obchodním centrem. Budování hrází, hradeb a vodovodů, stejně jako mostů a silnic je zároveň svědectvím o schopnostech, jaké nabývá člověk v koordinovaném úsilí, jaké dovede uskutečnit ona nová skutečnost – centralizovaný stát, spojující původní rodové pospolitosti.

Egypt

Přírodní a společenské podmínky Od samých začátku byl život Egypťanů velmi výrazně formován egyptským náboženstvím, které vtisklo svůj výraz i architektuře. I zde byli bohové jako kulturní hrdinové těmi, kteří přinesli lidem umění a dovednosti. Tak bůr Usír, řecky zvaný Osiris byl podle Egypťanů první král Egypta, který Egypťany naučil životu ve společnosti, stavbě měst, umění a řemeslům. Jeho bratr Sutech ho však zabil a jeho mrtvolu hodil do Nilu. Usírova manželka Eset ho však našla a bůh slunce Ré dal mrtvolu bohem Anupem mumifikovat. Esét ji oživila Usír se stal králem „Západní říše“, to je zásvětí, resp. záhrobí. Pověst o Usírovi byla velmi oblíbeným námětem her a několikadenních divadelních představení. Předvádění těchto mýtických dějů bylo chápáno jako jejich zpřítomňování, a tedy jako jakýsi očistný návrat k samému začátku. Všechno to je ovšem založeno na fascinující a monumentální pravidelnosti, se kterou se Nil blahodárně rozvodňuje a znovu ustupuje, aby za sebou zanechal úrodné bahno a čas pro až 3 úrody, než přijde další rozvodnění. Náboženství Egypta i jeho architektura jsou oslavou božského řádu maat, který prostupuje nejen universum, nýbrž i individuální osud jednotlivého člověka, a to v době jeho života, tak v čase jeho další, záhrobní existence.

Stavební materiály

Je pochopitelné, podíl jednotlivých stavebních materiálů, používaných v egyptském stavitelství v jeho 3000 let dlouhé historii nebude odpovídat tomu, z jakých materiálů jsou zachované památky. Většina zachovaných staveb je z kamene, který byl poprvé použit za faraona Zosera při budování jeho stupňovité pyramidy a doprovodných objektů. Funkce těchto staveb byla především symbolická – měly znázorňovat spojení Horního a Dolního Egypta. Symbolika spočívá v tom, že tvary, používané v těchto říších byly převedeny do kamene. Těmito původními tvary byly jednak hliněné chýše obyvatel Dolního Egypta a stany pastevců z horního Egypta. Kamenné provedení těchto motivů symbolizuje jak spojení, tak jeho kamennou trvalost. Původní stavební hmoty byly spojeny s místními možnostmi a podmínkami, i se stylem života obyvatel.

148

V Dolním Egyptě byl hlavním stavebním materiálem rákos a hlína. Hlína se buď nanášela na rákosovou síť, nebo se z ní dusaly celé zdi a nebo se z ní formovaly cihly, sušené na slunci. Cihly se nejprve pouze hnětly rukama, později se tlačily do forem. Jejich nejčastější rozměr byl 38 x 18 x 12 cm. Jako vazná součást se někdy do hlíny přidávalo rákosí. I v Egyptě byly cihly označovány, a to nejčastěji jménem faraona. Strop býval buď z rákosu nebo z kmenů palem. Dřevěné byly dveře i zárubně, a když se majitel domu stěhoval, brával si dveře i se zárubněmi s sebou, protože byly považovány za věc vzácnou, a patrně také nábožensky spjatou se svým majitelem. Dřevo, v Egyptě používané pocházelo buď z místních stromů, akátů nebo sykomory, případně ze stromů dovážených z Nubie nebo Asie. Nejznámějším dodavatelem cedrového dřeva byl Libanon. Ze sušených cihel se nestavěly jenom příbytky prostých lidí, nýbrž i velké obranné zdi u velkých sídlišť, u pevností a paláců. Pro větší stabilitu a pevnost byly tyto zdi různě pravoúhle lomeny, s výstupky a ústupky. Bylo to výhodné nejen při obraně, ale i vzhledem k písečným bouřím, kterým taková zeď lépe odolávala. Důležitým materiálem byly i kovy, a to především měď a zlato. Kováním z těchto kovů byly opatřovány stožáry, dveře chrámů, hroty obelisků a drobné i větší dekorace monumentálních staveb. Kámen byl v Egyptě používán výhradně na stavby monumentální. Egypt disponoval touto surovinou v hojném množství a v mnoha různých druzích. Hlavním stavebním kamenem byl vápenec a pískovec, některé stavební prvky pyramid a chrámů byly z žuly a ze syenitu, který se dovážel z Asuánu. Na sochy a obložení stěn se používal diorit, čedič a alabastr. Pokud jde o zpracování kamene, byli Egypťané zvlášť zruční. Svědčí o tom kamenné vázy pocházející ještě z předdějinné doby, a zhotoveny byly s použitím pazourkových nástrojů a smirkového písku. Kámen byl v egyptských stavbách vždy dobře opracován, broušen a mnohdy i leštěn. Kámen se ze skály vylamoval pomocí dřevěných klínů. Na zarovnaném povrchu skály byl vytesán žlábek asi 10 x 10 cm v potřebné délce. Do dna tohoto žlábku byly v několikacentimetrových vzdálenostech vytesány jamky asi 10 cm hluboké, dolů se zužující. Do těch byly pak vloženy vysušené dřevěné klíny. Voda, nalitá pak do žlábku způsobila nabobtnání klínů a roztržení skály. Vylomení obelisku představovalo zvlášť náročný úkol. Na skále byla nejprve vytvořena vodorovná plocha, na které byl vyměřen a označen rozměr potřebného kvádru. Po celém obrysu byly vyvrtány hustě vedle sebe otvory potřebné hloubky (lukovým vrtákem, kde provazec tahali střídavě dva muži) a poté byl odsekán mezilehlý materiál. Postupně tak byly vytvořeny záseky široké 70 – 100 cm a asi o 100 cm hlubší než plánovaný rozměr obelisku. To umožňovalo uvolňování obelisku i ze spodní strany. Odstraňováním kamene byly vytvořeny pilířky, které byly naposled také přeříznuty a obelisk byl uvolněn. Další problém představovala pochopitelně doprava a usazení. Všechny tyto práce jsou znázorněny na reliéfech na zdech chrámů a bohů. Obrovské kamenné hmoty byly dopravovány na saních – saně jsou až do 19. stol. n.l. nejobvyklejším prostředkem pro dopravu těžkých nákladů – kolo bylo právem považováno za málo solidní. Pro snížení tření bylo pod lyžiny podkládáno bláto.

Základní druhy staveb

Jak je možno pozorovat u každé kultury, základní rysy jejího stavitelského díla jsou dány podnebím, materiály, které má k dispozici a povahou náboženství. Pro egyptské stavitelství to platí též. Doba trvání kultury starověkého Egypta činí bezmála 3000 let, ve kterých i při relativní statičnosti došlo k několika významným proměnám, odrážejících se i v názvech jednotlivých období. Docházelo v nich i k změnám na poli stavitelství, a to především v tom, že nejznámější monumentální stavby pyramid pocházejí z poměrně nedlouhého nejstaršího

149

období, po kterém následuje, z tohoto monumenálního hlediska, jistá stagnace či snad lépe řečeno úpadek. Pro běžnou potřebu všeobecného rozhledu nebude třeba věnovat se detailně jednotlivým kapitolám, nýbrž s jistou nepřesností shrneme celé egyptské stavitelství do jednoho oddílu. Zájemce o detailnější informace má bohatou možnost svůj konkrétní zájem uspokojit v literatuře, která je bohatá.

Obytné stavby Tvar obytných staveb byl ovlivněn především horkým podnebím a téměř žádnými srážkami. Od obytných prostor se tedy očekávalo především to, že budou poskytovat stín a několik chladnějších prostor. Domy měly proto vnitřní stíněné dvory, poměrně silné stěny a ploché střechy a terasy, na kterých se mohlo i spát. Domy byly obvykle obklopeny sady a zahradami. Jak již bylo řečeno v kapitole „materiály“, domy byly stavěny převážně z rákosu, hlíny nebo sušených cihel a případně kamene. Stavebního dříví byl v Egyptě nedostatek. Nepálené cihly byly v Egyptě poměrně trvanlivé, jednak díky kvalitě místního jílu a též proto, že Egypťané mísili jíl s řezanou slámou nebo rákosem.

Osídlení bylo v Egyptě poměrně husté. Kolem měst byly vesnice, které byly obvykle jen tak daleko, aby bylo možno za den dojít do města a zpět do vesnice. O charakteru obytného domu je možno si udělat představu pouze z tzv. „měst mrtvých“, nacházejících s ev blízkosti pyramidy. Žádná obytná stavba se totiž do dnešních dnů nezachovala, je však možno předpokládat, že ony pohřební stavby je obdobou obytného domu.Větší obytný dům měl velký přijímací sál, jehož strop byl nesen sloupy. K tomuto sálu přiléhaly ostatní místnosti, nebo z něj byly přístupné soustavou chodeb. Lze předpokládat, že dům měl i hygienické zařízení. Stěny obydlí, zvláště venkovských, byly omítnuty bíle nebo růžově. Venkovské obytné stavby byly obklopeny různými přístavky, kůlnami a sýpkami na obilí, oddělené od vlastní obytné části. Mnohé domy měly patrně i samostatný krytý vstup, nesený sloupy.

Pyramidy, které jsou právem považovány takřka za symbol starověkého Egypta, přesvědčivě demonstrují velikost této starobylé kultury. Dnešní vzhled pyramid, přestože stále vzbuzují úctu, je velice vzdálen od jejich původní podoby. Pyramidy byly původně obklopeny komplexem obětních a pohřebních chrámů, výstupní cestou, přístavem, vstupní halou a dalšími stavbami, které všechny dohromady vyjadřovaly myšlenky, vztahující se k Osiridovu kultu a k ostatním božstvům, k osobě faraona a dalším součástem světa egyptských náboženských představ. V  těchto prostorách se ve svátečních dnech konaly oběti a obřady, naplněné přísnou egyptskou oficiálností, zákonitostí a řádem maat, který byl vlastní duchovní osnovou egyptského náboženství i života, a to jak pozemského, tak záhrobního. K nejznámějšímu tvaru pyramid, kterým je pravidelný jehlan se čtvercovou základnou se dospělo od pyramidy stupňovité přes pyramidu lomenou. Stupňovitá pyramida zvaná Džoserova v Sakkáře pochází z doby asi 3000 let př.n.l. O Imhotepovi, staviteli této pyramidy se říká, že byl zároveň prvním lékařem. Při tom všem byl ještě prvním faraonovým ministrem a hlavním knězem. Egypťany byl pak uctíván jako bůh. Základní formou stupňovité pyramidy je obvyklá pohřební stavba mastaba, a v této pyramidě je pak několik těchto mastab nad sebou. Pyramida lomená bývá spojována se jménem posledního faraona 3. dynastie. Je vysoká 100 m a její stěny mají dvojí sklon, dolní část svírá s vodorovnou rovinou úhel 54 a horní 42 . U této pyramidy je také dodnes ze všech pyramid zachován její původně hladký povrch. Ke klasické pyramide zde chybí již pouze odstranění lomení sklonu, a to je dílo prvního faraona 4. Dynastie jménem Snofru. Ten si nechal postavit dvě pyramidy, z nichž první je ještě stupňovitá a druhá má již tvar klasický, to je jehlan s hladkými stěnami. Je vyzděna z menších

150

kamenných kvádrů a původně byla obložena červenou žulou, a proto dostala jméno „Rudá pyramida“, arabsky Haram el-Ahram. Nejslavnější jsou ovšem pyramidy Snofruových nástupců. Jsou to pyramidy nazvané „Horizont Chufevův“, „Chafré je veliký“ a „Božský je Menkavré“. Tyto pyramidy tvoří monumentální skupinu na okraji pouště u dnešní vesnice gizy, ležící na levém břehu Nilu ve výši Káhiry a známé pod souhrnným názvem „velké pyramidy v Gíze“. Vchod do tohoto pohřebiště střeží mohutná sfinga vytesaná do skály. Je to bájná bytost s lvím tělem a lidskou hlavou, to je způsob, jakým byli zpodobováni božští králové. I tyto pyramidy jsou obklopeny pohřebními stavbami velmožů, mastabami. Ty jsou rozmístěny v pravidelných řadách, takže tvoří celé „město mrtvých“. Vzájemná poloha těchto pyramid je dána požadavkem, aby severní strana pyramidy, mířící k Polárce, byla volná. Proto nejsou pyramidy v řadě „za sebou“, nýbrž na sebe navazují přibližně v linii úhlopříček svých čtvercových základen. Největší z těchto pyramid je pyramida Chufevova. Její základnu tvoří čtverec se stranou 230 m a její výška byla 146,6 m. Vzestupný úhel stěn je 51 a krychlový obsah 2 585 000 m. Mimo vnitřních prostor a přírodního jádra o souhrnném objemu 64 000 m je celá vyplněna stavebními hmotami. Hlavní dobou pyramid bylo údobí 4. Dynastie, a její faraónové jsou také nazýváni „stavitelé pyramid“. Pyramidy byly sice budovány po celou dobu staré říše, i později, a je jich zachováno celkem asi 100, žádná z nich však již nedosahuje rozměrů pyramid u Gízy. Souvisí to patrně jak se změnami ve vztahu mezi faraónem a kněžstvem, tak s ekonomickým úpadkem centrální moci. Nadále se budovaly hloubené hroby ve skalách na březích Nilu. S pyramidami a jejich stavbou je spojeno velmi mnoho spekulací. Jedna velmi rozšířená teorie předpokládá, že materiál byl dopravován až k vrcholu pyramidy po hliněné rampě, která byla poté odstraněna. Tato teorie má především ten nedostatek, na který poukazují její kritikové, že neodpovídá na otázku, kam se poděla hmota rampy, materiál, jehož objem by byl přibližně stejně velký jako objem samotné pyramidy. Při tomto způsobu stavby by ostatně již samo navršení této rampy bylo samostatným obrovským problémem. Nikde v okolí pyramid nic nenasvědčuje tomu, že by tam materiál na takovou rampu byl brán nebo deponován. Pravděpodobnější se z mnoha hledisek jeví takové vysvětlení, podle kterého byla pyramida sama sobě rampou – byla stavěna tak, že se materiál dopravoval vzhůru po „šroubovicovité“ rampě, ovíjející jádro pyramidy, a ta rampa se sama ukládaným materiálem postupně zvedala. Jednotlivé kamenné bloky bylo možno po této rampě s použitím přiložených kolébek valit, a tak i překonávat stupně. Egyptské pyramidy jsou symbolem egyptské kultury. Nebyly stavěny otroky, nýbrž svobodnými řemeslníky a rolníky, kteří byli po část roku při těchto stavbách zaměstnáni. Lze předpokládat, že pyramida vyjadřovala i jejich osobní víru v řád, jehož byla materializovaným obrazem. Egypťané byli podle soudu Řeků nejzbožnějším národem – velikost i trvalost těchto monumentů to může potvrzovat.

Chrámy patřily i v egyptské kultuře k nejdůležitějším stavbám, ve kterých se zračí vliv kněžstva. I když bylo více typů chrámových staveb, přesto je pro představu možno popsat formu, která by mohla být považována za charakteristickou. Chrámy měly různou velikost – největší z nich byl v Karnaku, který se stavěl téměř 500 let. Každý farao se snažil vždy předčit svého předchůdce a nějak zvětšit rozměry již rozestavěného chrámu, nebo zdokonalit jeho vybavení. Sloupy tohoto chrámu jsou ve střední části chrámu přes 20 m vysoké a mají 3,5 m v průměru. Je známo několik jmen samotných stavitelů

151

Vodohospodářské stavby starověkého Egypta pouze neprávem poněkud unikají pozornosti. Představují přitom ve skutečnosti nejdůležitější stavební obor, protože na něm je založen život a prosperita celé kultury. Nejobvyklejšími vodohospodářskými stavbami všech říčních civilizací byly zavodňovací a odvodňovací kanály a strouhy. Při jejich budování a obnovování se uplatnily geometrické znalosti a zkušenosti, předávané z generace na generaci. Jelikož egyptské nilské záplavy neměly katastrofický charakter, mohly být všechny tyto práce konány plánovitě a s rozmyslem. Egypťané dokázali ovšem vybudovat i větší díla. Aby se získalo více úrodné půdy, byla za Senvosreta III. a Amenemhéta III. (1887 – 1801) u Illahúnu vystavěna hráz dlouhá 40 km, která zabraňovala jednomu z nilských ramen zaplavovat kotlinu Fajjúm. Tato kotlina, která nemá odpad, se totiž vždy v době záplav proměnila ve velké jezero, které postupně vysychalo a měnilo se v bahnisko. Hráz umožňovala regulovat přítok vody do této kotliny a udržovat po celý rok výši hladiny v určité výši, která byla asi 40 m pod hladinou Středozemního moře. Tím bylo získáno 2500 km úrodné půdy. Na březích jezera, zvaného Moeris nebo Moerisovo bylo postaveno město Krokodilopolis, jehož trosky jsou zřetelně patrny dodnes. Důležitý pramen našich znalostí starověkého Egypta, „otec dějepisu“ Hérodot píše, že již sjednotitel Egypta a zakladatel 1. Dynastie vládců Meni nechal budovat kolem svého sídla zvaného Bílé zdi asi 30 km jižně od dnešní Káhiry pevné hráze. Toto tvrzení se zatím nepodařilo prokázat, avšak právě z oné doby je známa přehrada ve Wádí Garáwí, svědčící o velké stavitelské dovednosti již na samém úsvitu doby stavitelů velkých pyramid v Gíze. Je to současně nejstarší dochovaná přehrada na světě. Přehrada se nachází v ptých horách arabské pouště, není zaznamenána na žádné mapě Egypta a obyvatelé přibližně 13 km vzdáleného nilského údolí o ní nevědí. I dnes tam z  těchto pouštních míst mají lidé strach, protože pro ně stále ještě jakoby představuje říši ovládanou bohem zla a chaosu, bouří a válek, bratrovrahem Sutechem. Dnešní arabský název této přehrady zní Sadd al-Kafara, což znamená „přehrada pohanů“. Tuto přehradu se v neschůdném pouštním terénu podařilo objevit až v r. 1885 známému německému archeologovi, geologovi a botanikovi Georgu Schweinfurthovi, který mimo jiné rovněž založil egyptskou Královskou zeměpisnou společnost. Důkladný průzkum tohoto starověkého vodního díla se uskutečnil až o 100 let později, r. 1982, kdy se této památky ujali m.j. i odborníci z technické university v Braunschweigu. Ti provedli změření přehrady, zjištění způsobu i postupu práce, zjištění způsobu a postupu stavby i určení účelu a datace. Přehrada ve Wádí garáwí byly sypána z místní vápencové suti a zpevněna hrubým vápencovým zdivem. Vnější svažující se stěny byly nakonec stupňovitě obloženy dokonale opracovanými a přesně sesazenými vápencovými bloky. Přehradní hráz byla při vrcholu dlouhá 98 m, při úpatí 56 m, výška hráze byla 14 m. na základě výpočtů německých odborníků se zdá, že přehradu stavělo přibližně 500 pracovníků, a práce probíhaly asi 12 let a většina pracovníků byla zapojena pouze sezónně, po tříměsíční období nilské záplavy. Účelem tohoto díla byla ochrana nákladiště alabastrových bloků z nedalekého lomu, a též ochrana přilehlých sídlišť a úrodné půdy, ležící při ústí Wádí Garáwí do Nilu. Zimní lijáky v Arabské poušti způsobují vodní přívaly, které jsou dodnes zničující. Krom toho sloužilo jezero i jako zásobárna vody. Stavba sama byla postižena právě tou přírodní pohromou, před kterou měla chránit. Dle zkoumání byla přehrada asi 3 roky před dokončením ve střední části povodní protržena. Stavba přehrady byla pomocí kombinace metod určena na 2600 ante.

152

Celková charakteristika egyptského stavitelství a architektury

Egyptské stavitelství vychází z techniky dřevěných staveb, avšak ani v jejích „kamenných“ dílech nejde o pouhé přenášení „dřevěných“ stavebních prvků do kamene. Stejně tak nesleduje pouze kupení hmot, nýbrž je výsledkem záměrné umělecké činnosti, založených na znalostech architektonického účinu. Již na přelomu IV. A III. tisíciletí Imhotep, všestranný učenec a lékař krále Zosera sepsal základní poučky, které se staly základem egyptské architektonické tvorby. Architektonická tvorba byla podřízena vytčeným zákonitostem a každá kompozice jim byla podřízena. Všechno je tedy podřízeno jedné myšlence. Především je využíváno měřítka, rytmu, symetrie a kontrastu. Měřítko a množství se stává vyjádřením nesmírnosti Kosmu, ke kterému egyptský tvůrce hledí. Nejde zde o ohromení, nýbrž o manifestaci řádu, do kterého je pozorovatel vtažen a zahrnut. Rytmus se uplatňuje v řadách sfing, lemujících příchod k chrámům, ve sloupech a pilířích na nádvořích chrámů, i v samotném sledu sloupů v chrámech. Symetrie je základní charakteristickou vlastností dispozice chrámů. Je to patrna průčelním postavení vstupního pylonu chrámů, i rozmístění dalších hmot. Ze všeho toho mluví řád a vnitřní kázeň, které je celá architektura podrobena. Kontrast se projevuje například v setkání ploché monotónnosti řad sfing s výškou pylonů, kázeň chrámového nádvoří nebo pyramidy s okolní libovůlí přírody. Všechny tyto kontrasty vyvolávají vyrovnané napětí. Proporce se vztahují především k velikosti staveb a prostorám, do kterých jsou zasazeny. Pyramidy jsou obrovské, avšak v porovnání s nezměrnou rozlohou pouště nejsou velké nesmyslně. Všechny kompozice jsou vlastně budovány pro „onen svět“, což je zakódováno v proporcích, z tohoto hlediska zcela úměrných. Jsou to rysy „věčné neměnnosti“, což je základní tón veškerého egyptského myšlení.

Stavitelství kultur Dálného východu

Dálněvýchodní kultury pro nás představuje především Indie, Čína a Japonsko (když nespravedlivě pomineme nespočet dalších, méně známých kultur). Ve všech oborech věd i techniky jsou výsledky těchto kultur nejen velkým dokladem lidského umu, ale zároveň i důležitým srovnávacím materiálem. Ten ukazuje, že v závislosti na filosofii a náboženství se vývoj Východu i Západu ubíral poněkud odlišnými cestami, což znamenalo především směr, kterým budou proudit ideje a inovace, tedy „odkud kam“ bude směřovat rozhodující tok informací. I na tomto možno říci, že až do počátku novověku lze spíše pozorovat možný přenos informací o technických postupech a inovacích z východu na západ.

Stavitelství a architektura v IndiiIndický subkontinent představuje nepředstavitelně pestrou kulturní směs, lišící se jak v závislosti na etnickém a náboženském charakteru obyvatelstva, tak na klimatickém pásmu a přírodních podmínkách. Pro samu indickou náboženskost je typická různorodost, kterou je pouze stěží možno uchopit do nějakého systému, který by mohl uspokojovat Evropanův smysl pro systém. Tento rys indické kultury nachází svůj výraz i ve stavitelství a architektuře.

Stavebním materiálem je původně dřevo a hlína, později nepálené i pálené cihly, a posléze i kámen. I zde se ovšem prvky dřevěných konstrukcí objevují i tam, kde je použit materiál trvanlivější.

153

Nejstarší doklady stavitelství lze vidět v jižním povodí Indu, v městské kultuře Mohendžo-daro a v Pandžábu v též městské kultuře Harapa. Vrchol těchto kultur bývá kladen do období kolem 2500 ante. Obě tato města jsou urbanisticky založena na síti pravoúhle se křižujících ulic, orientovaných ve směru světových stran. Ulice, široké až 10 m byly dlážděné. V těchto městech byla kanalizace, odvádějící vodu z lázní a záchodů, domy z vypalovaných cihel byly buď opatřeny lehkým rovným bambusovým stropem nebo byly zaklenuty. Indické stavitelství však na tyto kultury přímo nenavazuji, protože po příchodu nového obyvatelstva v podstatě zanikly. Po dlouhém období, pro jehož stavitelství není dokladů, se nacházejí až památky z období nástupu buddhismu, tj. mezi 300 ante až 300 post.

Charakter této architektury, takřka bez výjimky jde o sakrální stavby, je nezvyklý. Základem je překlad, architráv, položený na sloupech často velmi nezvyklých tvarů a proporcionálních poměrů mezi dříkem, patkou a hlavicí. Hmota celé stavby se často směrem nahoru zužuje, plochy jsou pokryty reliéfy a plastickou výzdobou. Ne nevýstižná je charakteristika, označující celou kompozici jako fantastický vír, vyjadřující propletenost ducha a hmoty.

Základními stavitelskými díly jsou stúpy, skalní chrámy, vihary a mandapy.

Stupa je stavba, ve které jsou uloženy budhistické náboženské relikvie; její tvar je věžovitý, s postupně se půdorysně zmenšujícími stupni. Půdorys je buď kruhový nebo čtvercový, významným prvkem bývá brána.

Skalní chrámy byly tesány zejména v období od 2. stol. ante do 7. stol. post. Jsou to, podobně jako v Egyptě, stavby vytesané v monolitické skále. V mnoha těchto prostorách jsou napodobovány prvky dřevěného stavitelství. Např. chrál v Karli má trojlodní prostor, podpíraný řadami sloupů. Na naše měřítka neúměrně velké hlavice sloupů jsou bohatě zdobeny. Vnitřní prostor jednoho z takových chrámů měří 47 x 84 m.

Vihara je skalní svatyně, ve které jsou jednak obydlí buddhistických mnichů, a především svatyně s obrazem božstva a knihovna či studovna. Vyskytují se buď jednotlivě nebo ve skupinách.

Mandapa je pak jakási předsíň, stojící na mnoha podporách a do všech stran otevřená. Tyto stavby měly různý účel, byly obvykle součástí chrámů.

Z ostatních architektonických typů je možno jmenovat pamětní sloupy, přístřešky pro poutníky a monumentální vstupní brány, stojící na pomezí posvátných území. Brány jsou vůbec významným rysem sakrální architektury na celém Východu.

Obytný dům býval koncipován podobně stupňovitě jako stupa, přičemž byly rozeznávány a odděleny prostory veřejné, prostory pro pána a prostory pro ženy.

Veškerá indická klasická architektonická teorie je shrnuta v knize Silpa Sastra. Kniha pochází ze 6. Stol. post. A obsahuje přísné a přesné náboženské stavitelské předpisy. Jsoui v ní obsažena pravidla měr a poměrů jednotlivých částí staveb, a to s ohledem na to, kterému božstvu je stavba zasvěcena. U obytných staveb je zohledněna i kasta jejího obyvatele, a jsou stanovenu dané kastě povolené rozměry. Stavitelství tedy podléhalo a do jisté míry dosud podléhá náboženským normám. Tomu odpovídá i ta skutečnost, že funkcí architektury je

154

vyjádření obsahu daného náboženství či mytologie, srozumitelné namnoze pouze zasvěceným.

Stavitelství a architektura ve starověké Číně

Povodí Žluté řeky na východním okraji Asie představuje snad nejstarší osídlené území, právě odtud pochází pozůstatky hominida, nazývaného „sinantropus“. Samy končiny severovýchodní Číny nebyly původně k osídlení příliš vhodné – sprašová země v říčních údolích byla v době záplav neprostupnou bažinou, poté však rychle vysychala a v zimě se měnila v ledovou planinu. V nejstarších dobách byla proto spíše obydlena horská území. Sestup do říčních údolí byl možný teprve tehdy, až bylo zvládnuto umění vodohospodářských staveb, což se dle tradice stalo za legendárního císaře Jü.

První architektonická památka pochází z doby Šang-Jin kolem 12. Stol. ante. Je to město, rozdělené do pravidelných čtvrtí. V něm stál královský palác, chrámy, domy, hrobky a mausolea. Město bylo obehnáno hradbami, znak i´ting, brána s věží, je součástí názvu hlavního města severního, Pekingu, i jižního, Nankingu.

Stavebním materiálem je nejprve a především hlína, a to v různých podobách možného zpracování – nepálená, pálená, fajáns, porcelán. Mimo to je to i dřevo, kov a kámen. V povrchové úpravě hrají významnou roli laky, jemné řezbářské práce a látky.

K nejstarším stavbám patří mohyly císařů, pocházející ze začátku 3. Tisíciletí ante. Největší z nich je mohyla císaře Tsin-Či, vysoká 160 m a mající v obvodu 2830 m. Již kolem začátku prvního tisíciletí jsou zprávy o budování paláců a obytných budov, a také již v této době vznikla pevná a přísná pravidla pro navrhování a stavbu budov. Za prvního císaře Čchinů, císaře Čchin-š Chuanng-ti v r. 220 ante byla započata stavba díla, které je objemově největší stavbou lidských dějin. Je to Velká čínská zeď, mající bránit zemědělská území Číny před nájezdy mongolských kočovníků ze severu. Délka této zdi je 2750 km, sečtou-li se však všechna ramena, smyčky a zdvojení, vyjde délka 4000 km. Zeď je, jak známo, vysoká 6 – 9 m, při patě je široká 7,5, v koruně 4,5 m. Vozovkou, která je na koruně zdi, může jet vedle sebe 5 jezdců na koni. Vlastní zeď má cihelný plášť, silný až 7 vrstev. Cihly jsou spojovány tak kvalitní maltou, že dodnes drží. Průměrný rozměr cihel je 38/19/9 cm. Uvnitř cihelného pláště je hliněný násep. Horní ochoz je chráněn střílnovým cimbuřím a ve vzdálenostech 150 – 200 m je zeď zpevněna obrannými věžemi, vysokými až 12 m, které vystupují před líc zdi o 2 až 6 m. Severním směrem je tato obranná zeď doplněna předsunutými věžemi, složícími jako pozorovatelny, a signalizační stanice. Tyto věže byly přístupné pouze žebříky, posádka v nich měla zásobu potravin na 3 měsíce. Mezi stavitelská díla, uskutečněná za tohoto císaře patří i hrobka s terakotovou armádou a desítky paláců. O jednom z nich se píše, že když do stavební jámy pronikala spodní voda, byla tato jáma vylita bronzem, tedy patrně opatřena bronzovou vanou.

Další významné památky čínského stavitelství pochází z doby dynastie Chan, asi 200 ante až 200 post. Jsou to především náhrobní stavby a sloupy, objevuje se i typická stavba, pagoda. Císařské paláce jsou koncipovány jako malá symetricky rozložená města, zahradnicky upravená do soustavy parků, průhledů, vodních ploch, bran schodišť, pergol a soch.

Hojnými stavbami jsou brány, pai-lou, stavěné jak na památku zasloužilých postav, tak jako monumentální vstup do posvátných nebo palácových okrsků. I když bývají zděné z kamene,

155

napodobují výrazně dřevěné stavby. Pailou královských hrobů v Pekingu je široké 40 m a vysoké 13 m. Čínské budovy jsou velmi často doplňovány ochozy, jimiž je dosahováno tesné sepětí s okolní přírodou. Člověk na ochozu je vlastně zároveň v budově i mimo ni. Velmi důležitým a opticky významným prvkem je krov budov se zvednutými rohy. Prohnuté a vlnité linie vzbuzují dojem pohybu, a střecha se tak připodobňuje listoví stromů zahrad. Není zde přímých linií, cesty, mosty, břehy jezírek i zídky vytvářejí malebné křivky.

V čínském stavitelství a architektuře hraje významnou roli taoistické učení, vyjadřující víru v oduševnělost přírody, takže i architektura je podřízena tomuto nábožensko-filosofickému kánonu. Ten, mimo jiné, dlouho zakazoval stavět víceposchoďové budovy, aby byl umožněn volný pohyb duchů nad městem.

Stavitelství klasické antiky

Kréta a Mykény V krétské a mykénské kultuře byl nejdůležitějším architektonickým dílem palác. Architektura tohoto paláce reprezentovala vládce, v jehož rukou byla soustředěna všechna moc. Vládce zastupoval také lid před božstvem, takže palác byl zčásti a do jisté míry i sakrální stavbou. V mírumilovných státech, jako byla zvláště Kréta, měl palác podobu obydlí, rozprostírajícího se kolem dvora a majícího zajistit především pohodlí, inspirované i orientálními vzory. Vedle obytných byly v paláci i úřední místnosti a nezbytné hospodářské prostory, zajišťující chod celého komplexu. V Mykénách a v Tróji byl poněkud větší důraz položen na bezpečnost a menší na pohodlí, přiměřeně tomu bylo jejich sídlo více pevností než „zámkem“. Takové hradní sídlo mělo solidní hradby, které z obranných důvodů nemohly být příliš dlouhé, a tím byla dána i jistá stísněnost vnitřního prostoru. Zdivo takových staveb, zejména na Krétě, bylo kamenné a zeď působila mohutným dojmem – celé pouze hrubě osekané balvany byly kladeny na sebe, spáry byly vyplněny menšími kameny a zeminou. Toto kyklopské zdivo nebylo výsledkem malého umění stavitelů, nýbrž naopak. Stavba z kyklopského zdiva také krom působivého vzhledu představovala skutečně odolnou hráz proti útoku zvenčí. Obyčejné příbytky byly z málo trvanlivých materiálů a poskytovaly pouze nejzákladnější útulek pro přespání. V mykénské kultuře, která měla vyvinutou víru v záhrobní život, byla velmi vyvinutá náhrobní architektura. Tyto stavby naopak na Krétě nejsou, náboženství zde nebylo obráceno tímto směrem. Stavitelství antického Řecka

Přírodní a společenské podmínky Stavitelství a architektura antického Řecka má pro dějiny tohoto oboru zásadní evropský i celosvětový význam. Z řeckého dědictví žil do značné míry i Řím, další velká kapitola této epochy. Řím totiž, i když je spíše napodobivý, dokázal jinými svými kvalitami řecký přínos rozvinout a učinit světovým. Vládní a monumentální stavby čerpají z tohoto pokladu dodnes. Proto pozornost, věnovaná této kapitole, nebude nikdy dost velká. Tento velmi stručný přehled má přinést základní vhled studentům jiných oborů, než je stavitelství a architektura. Studenti oborů stavitelství a architektura budou jistě vyžadovat studium podrobnější, protože prvky řecké a římské architektury budou v jejich profesi jejich chlebem vezdejším. O povaze jeviště, na kterém se formuje řecká kultura ve všech svých podobách je řeč již ve sloupci, věnovaném náboženskému a filosofickému rozměru pojednávané kultury. Na tomto místě proto stačí pouze stručně shrnout základní informace. Území, na kterém se obě civilizace vyvíjely, má mnoho společných rysů. V obou případech jsou to poloostrovy s dlouhým členitým pobřežím. Řecko povahou své krajiny neumožňovalo vznik velkého

156

centralizovaného státního celku. Divoká hornatá krajina, rozbrázděná horskými hřebeny a říčními údolími vedla spíše k izolovanému rozvoji městských států, tvořených vlastně pouze jedním městem a jeho zemědělským okolím a zázemím. V Řecku má příroda jiné dimenze než v zemích slavných starověkých kultur. Nejsou zde nedohledné plochy pouští nebo stepí, nejsou zde obrovské veletoky ani nebetyčné hory, a Egejské moře s nespočtem svých ostrovů a ostrůvků není nekonečnou vodní hladinou. Dramatičnosti dodávalo této krajině občasné vulkanické dění - zemětřesení, propadání půdy, i to, že tu a tam někde vystupoval ze země dým nebo sirné páry. To vše probouzí zvláštní druh fantazie a samotný člověk zde sám má zcela zvláštní pocit, ba i věci a jevy nabývají jiné měřítko. Řecké kmeny, Iónové, Achájové a Dórové, přicházely do Řecka postupně a nárazově přibližně v období od 2000 do 1200 př.n.l. ze severního nebo severovýchodního evropského vnitrozemí. Podrobili si původní místní obyvatelstvo, čímž získali pracovní síly. To umožnilo nesporně talentovaným Řekům věnovat se jiným činnostem, než pouze shánění obživy. Jednou z oněch kratochvílí byla válka, takřka nepřetržitý vzájemný boj, vyvolaná vzájemnou řevnivostí a úsilím o vůdčí postavení, tedy o hegemonii. Tradiční dělení řecké kultury do jednotlivých vývojových etap má svůj smysl i z hlediska dějin architektury:

a) Homérské Řecko - nejstarší doba od cca 20. do 8. stol. př.n.l. Umění se vyvíjelo od geometrismu k orientalizujícímu stylu.

b) Archaická doba - 7. - 6. stol. př.n.l. Bývá považována za dobu soustředění uměleckých sil , ujasnění výtvarných problémů a vzniku kamenného monumentálního stavitelství

c) Klasická doba - 5. - 4. stol. př.n.l. je to doba řecko,perských válek a athénské otrokářské demokracie, doba periklovy vlády v Aténách, kdy byla budována athénská Akropolis a mnoho dalších monumentálních staveb.

d) Doba helénismu . 3.- 1. Stol. př.n.l. je obdobím expanze na východ, vedené Alexandrem makedonským a následným ovlivněním východními vzory, zjemnělé až přejemnělé fofmalistické umění i architektura.

Stavitelství v homérském Řecku Ve stavitelství navázali Řekové na vklad mykénské kultury.Do základů dávali lomový kámen, zdi stavěli z nevypálených sušených cihel a zdivo zpevňovali trámy z olivového dřeva. V době archaické došlo k povšechnému ustálení osídlení - achájsko-aiólské v severovýchodní části Řecka, iónské na západním pobřeží Malé Asie a dórské na jihu, na Peloponésu. Po usazení se na některém místě byla část pozemků vyhrazena kultu, část vladaři a zbytek byl rozdělen na díly, které byly přiděleny jednotlivým rodinám. Tyto dílce (kleroi) nesměly být původně prodávány, a to ani jako náhrada dluhu. Středem osídlení byla opevněná akropole, kolem které byly roztroušeny vesnice. Z hradisek, akropolí, nebo též ze souvislejších osídlení vznikla města. Města ovšem také vznikala uměle a „plánovitě” záměrným soustředěním hospodářského a politického života na jedno místo. Takovým způsobem vznikly například Athény, Korint nebo jiná města. Město se stalo i střediskem výroby a obchodu. To byl základ budoucí polis, obce. Těchto polis bylo v Řecku od začátku nepřehledné množství, různě velikých a různě bohatých. O prvenství spolu bojovaly všechny navzájem. Některá města se proslavila svou kvalitní výrobou, tak například Milét byl znám tkalcovstvím, barvířstvím a metalurgií, Atény a Korint výrobou keramického zboží. Tato specializace probudila záhy obchod, a to i obchod zámořský. V 8. Stol. se dostalo ekonomice nového impulzu zavedením peněz. Tím nastává také ještě důslednější oddělení obchodní vrstvy od řemeslníků a od vlastníků zemědělské půdy. Peněžní hospodářství umožnilo vznik peněžní aristokracie a ta se postavila nad bývalou aristokracii rodovou, proti které stejně tak

157

vystupoval i “tyrani”, jedinci kteří na sebe v dobách nespokojenosti strhli vládu. Vývoj se pak v jednotlivých obcích ubíral různým směrem -v Athénách směřoval přes tyranidu k demokracii, ve Spartě se ujala vláda oligarchická, tedy vláda několika lidí. V 8. století vzniklo písmo, využívající jako základ fénickou hláskovou abecedu. To umožnilo sepsání řecké mytologie, která deklarovala ideologickou spojitost řeckých měst a kolonií. Podobnou organizační a sjednocující moc měly i některé kulty, které měly “všeřeckou” platnost. Takovým byl třeba Apollónův kult v Delfách. Delfská věštírna pak byla pod záštitou tohoto boha ústředním místem vědomí řecké sounáležitosti, rozhodčím ve sporech a ideologickým centrem. Dalším podobným kultem byl kult Dia v Olympii na Peloponésu. Zde byly k poctě tohoto boha konány největší, panhelénské, slavnosti, kterých se oficiálně účastnila všechna řecká města. Mimo vlastní kult zde byly záhy provozovány i gymnastické a múzické soutěže. V Řecích byl totiž velmi vyvinutý “agonický”, to je závodivý duch. Tyto slavnosti měly takový význam že Řekové podle jejich čtyřletých období počítali léta. Vítěz slavností byl prohlášen národním hrdinou. Postupným přírůstkem obyvatelstva docházelo postupně k tomu, že půda Řeky osídlená jim nestačila k slušné obživě. Řešení, krom válek, bylo již v 8. Stol. nalezeno v kolonizaci. Spočívala v tom, že byla vypravena skupina, která mimo pevninské Řecko založila osadu, kolonii. Tyto kolonie nemají naprosto nic společného s koloniemi evropských zemí v 18. A 19. Století n.l.. Obyvateli řeckých kolonií byli Řekové, kteří si uchovávali vědomí své řecké identity a udržovali s městem, ze kterého pocházeli - s metropolí - nadstandardní kulturní a obchodní vztahy. Z metropole byl zpravidla brán kult i státní a právní zřízení. Kolonizace se ubírala trojím směrem: Dórové na západě obsadili břehy Sicílie a jižní Itálie a na jižním pobřeží Gallie (Francie) založili město Massalii, dnešní Marseille. Na severu směrem k Černému moři založili Dórové Byzantion a řadu měst na severním pobřeží Černého moře. Na jihu, v Egyptě, pak bylo založeno řecké město Naukratis. Řecké kolonie představovaly daleko do cizích kultur vysunutou výspu řeckého světa. To samo o sobě vedlo k jejich duchovnímu vývoji. Uvědomili si mnohem jasněji rozdíl mezi Řekem a Neřekem, pro kterého byl vžitý známá název “barbar”. Přijímali podněty z prostředí cizích kultur a dokázali je velmi tvořivě rozvíjet. To platí i pro stavitelství a architekturu. Ani v době archaické se však technika stavitelství podstatně nezměnila. Používalo se stejných stavebních materiálů jako dříve, snad bylo pouze již víc používáno kamene, jehož opracování byla věnována větší pozornost. Vrcholem řecké kultury i zde námi sledovaného oboru je doba klasická. Je to doba dalekosáhlých mezinárodněpolitických událostí. Na dosud neohrožované Řecko přichází nebezpečí v podobě Persie, která po upevnění svých pozic v Malé Asii podnikla tažení na Řecko. Jejich prvnímu náporu sice Atény odolaly, ale o 10 let později Peršané dobyli Attiku, zpustošili Athény a rozbořili Akropoli. O rok později však spojená vojska Athén a Sparty porazila Peršany a vyhnala je z Řecka. Po těchto událostech se řecký svět rozdělil do třech okruhů: athénský spolek, peloponéský spolek v čele se Spartou a říše sicilská. Athénskému tyranu Periklovi se podařilo pozvednout Atény na mocnost, která soustřeďovala kolem 200 řeckých států. Tím byly vytvořeny příznivé mocenské, politické a ekonomické předpoklady k nástupu nejslavnější kapitoly řecké architektury. O filosofických a uměleckých květech této doby se píše ve sloupci A. Došlo k rozmachu řemesel, která se dostala na úroveň manufakturní výroby. Ožil námořní obchod, a obchodní hlediska vedla i k změnám v povaze plodin, pěstovaných v Řecku. Obilná pole se měnila v olivové háje a vinice. Konjunktura však netrvala navždy, a latentní rozpory, klíčící ve vztazích mezi Aténami a obcemi jejich spolku, i rozpory uvnitř Athén se projevily naplno v Peloponéské válce. Ta, odehrávající se v letech 431 až 404 silně zhoršila sociální poměry ve velkých městech. Všechna dosavadní zřízení a pořádky byly válkou rozvráceny. Za tohoto neutěšeného stavu pro většinu řeckých obcí se na severu velmi rychle dostává do popředí pohraniční oblast makedonie. Díky

158

několika silným králům vyroste v mocnost, která pod praporem myšlenky odvetného tažení proti Persii sjednotí s podporou svých zbraní Řecko a vtáhne Řeky r 334 do jednoho z největších válečných tažení v dějinách. V této době byly přivedeny k dokonalosti stavby z kamene, a architektonická forma dosáhla klasické úměrnosti a vytříbené podoby. Helénistická doba je výsledkem velkého tažení Alexandra Makedonského, který s dostal až k řece Indu, ovládl prakticky celou malou Asii a Egypt. Po jeho brzké smrti se však říše rozpadla na tři části: Egypt, spravovaný Ptolemaiovci, Syrie pod Seleukovci a Makedonie s Řeckem, ovládaná potomky Antigona Jednookého. Každý tento nový státní a mocenský útvar potřeboval nová centra, a to jak politická a kulturní, tak obchodní a reprezentační. Vedle nových měst, z nichž některá založil sám Alexander (několik Alexandrií, z nichž nejslavnější je v Egyptě). Nové uspořádání politických a hospodářských poměrů ve východním Středomoří znamenalo, jako každá taková změna v dějinách, vznik a rozmach jedněch oblastí, na druhé straně však úpadek jiných. V tomto případě ztratila svou pozici stará města řecké pevniny. Způsobil to jak neúspěšný odboj proti Makedonii, tak rychlé střídání vládců a celkově nestabilní poměry. Výsledkem toho všeho bylo mimo jiné i to, že Římané dobyli r. 146 př.n.l. nejbohatší řecké město Korint a postupně i další řecká města takto opět ztrácela svou již i tak pouze relativní samostatnost. Nová situace, kdy ohnisky politického a kulturního dění již nebyla místní centra a drobná území jednotlivých obcí, nýbrž nová centra skutečných říší se promítla i do architektury a stavitelství, a pochopitelně i do umění, filosofie a dalších oborů. Řecké umění se rozšířilo po celé říši Alexandra Makedonského a slavná díla řeckých sochařů byla vyráběna v nesčetných kopiích a napodobeninách. Ze strany orientu přispěla k celkovému ladění helénismu východní dekorativnost a nádherymilovnost. Z této syntézy dvou stylů vznikají pozlacené hlavice sloupů, pozlacené střešní tašky, a především stavby v pravém slova smyslu pompézní. Souvisí to i s kultem panovníků, který nabyl východních rozměrů.

4 Materiál a konstrukce

Jak již bylo zmíněno, základy stavební techniky přejali Řekové do jisté míry z  kultury mykénské, a uplatnilo se patrně ještě mnoho dalších vlivů. Řekové však dokázali i přejaté formy dovést k dokonalosti, která je právem považována za nejvyšší možnou. Byli to oni, kteří vytvořili kánon architektonické krásy, platný dodnes. Dříve než se budeme věnovat jednotlivým stylům a jednotlivým druhům staveb, bude dobré se seznámit se způsobem opracování stavebních materiálů a technikou, která byla u staveb používána. Zásadní zlom ve stavitelství zde znamenal příchod Dórů. Dórové přinesli nové společenské poměry, ve kterých nebylo místo pro krále, a státní zřízení nabylo i při svých různých formách kolektivnější charakter. Tím ztratil opodstatnění i královský palác. Naopak se objevuje chrám jako sídlo boha, který do té doby „bydlel“ v královském paláci. Řecký chrám je v celých svých dějinách chápán jinak, než je obvyklé v křesťanství – není shromaždištěm věřících, nýbrž právě jen prostorem, ve kterém bůh v podobě sochy přebývá a kde jsou mu kněžími přinášeny oběti. Chrámy se nejprve stavěly podle vzoru lidských obydlí, která byla dřevěná, a tato původně dřevěná stavba vtiskla řeckým chrámům své základní rysy, i když již byly z kamene. Ještě předtím však byly tyto sakrální stavby z cihel a spočívaly pouze na kamenných základech. Teprve přibližně od r. 600 se začalo stavět z kamene, v jehož opracování a stavitelském využití dosáhli Řekové nedostižné dokonalosti. Cement v Řecku nebyl používán, kamenné části byly spojovány čepy a kolíky, a to nejčastěji tak, že byly

159

čepem vloženy do jamky s roztaveným bronzem. Venkovní stěny chrámových staveb byly buď hlazeny nebo bohatě členěny. To záleželo na objednávce, a tyto smluvené podmínky se zaznamenávaly velice pečlivě. Vedly se důkladné rozpočty a stavba se vyúčtovávala, přičemž účty byly pečlivě zkoumány. Vedle chrámových budov bylo stavitelství zaměřeno na další oblast veřejných zakázek, kterými byly divadla, známé pod názvem amfiteátr. Tta se stavěla z kamene nejdříve od druhé poloviny 4. stol. ke státním zakázkám patřilo také sídla nejvyšších úřadů, jako prytaneion, (úřadovna prytanů), búleuterion (radnice) nebo archív. Tyto stavby se příliš nelišily od soukromých domů, nebyly určeny pro velká shromáždění. Ta se konala na Agoře nebo v amfiteátrech. Sám urbanismus, jehož počátky leží v Řecku, se však zrodil až v hellénistické době, kdy byl čas na uplatnění plánovaného a promyšleného komplexního přístupu ke stavbě městských částí nebo celých nových měst. Opět jsou zde v této době také panovníci nebo jejich místodržitelé, kteří si nechávají stavět honosná sídla. V té době stouply i nároky svobodných a zámožných občanů – dům již nebyl pouhým útulkem pánových žen, dětí a otroků, nýbrž byl příjemným sídlem, kam bylo možno zvát přátele. Monumentální vzhled nabyly i palestry, místo sportovní výchovy i soutěží. Zvláštní péče byla věnována fontánám, a od 6. Století byly obvykle umísťovány pod sloupořadí. V klasickém řeckém stavitelství dostal svou podobu dodnes používaný historizující vznešeně monumentální styl budov, jejichž nejzřetelnějším rysem jsou sloupy a architrávy. Sloup sloužil nejen jako nezbytná opora stropních trámů či překladů i jen trochu větších místností, nýbrž ještě častěji byl využíván v exteriéru, a to v otevřených galeriích nebo sloupořadích. Až do konce 7 století bývaly sloupy ze dřeva, a poté byly dřevěné sloupy postupně nahrazovány kamennými. Na Krétě a v Mykénách se dřevěný sloup zhotovoval z otesaného kmene stromu, přičemž tenčí konec byl zapuštěn do základů a silnější nesl překlad, u klasického sloupu řecké architektury je naopak u patky sloup svým větším průměrem a k hlavici se jeho průměr zmenšuje. Geometricky však není sloup komolým kuželem, nýbrž se ve střední části mírně rozšiřuje, aby se vyrovnal optický dojem, jaký by jinak měl – bez rozšíření by se zdál uprostřed zúžený.

Nejstručněji napsané dějiny řeckého stavitelství by zněly tak, že dřevo bylo nahrazeno kamenem, a to při celkovém zachování stylu dřevěných staveb. Nahrazování netrvanlivých materiálů kamenem probíhalo nejvíce v době klasické a helénistické. Kámen byl opracováván v různém stupni. Do základů, na hradby a na jiné obranné stavby byl používán kámen lomový, pouze hrubě přitesaný na pravidelnou vazbu kvádrů. V 6. a 5. stol. Se buď zdilo ze samých vazáků nebo se střídaly vrstvy běhounů a vazáků. Kolem 4. stol. Se používalo zdiva smíšeného, zvaného latinsky opus mixtum. Jádro je z lomového kamene a z kvádrů je pouze líc zdiva. Nebylo používáno malty, kvádry se spojovaly hmoždinkami a skobami, zalitými olovem. Ložné spáry kamenných kvádrů byly velmi přesné. Rovnost ploch se zkoušela dokonale rovnou mramorovou deskou, která se po potření rudkou přikládala na opracovanou plochu.n Rovinné plochy styčných spár se získaly též sražením kamenů k sobě a proříznutím spáry lanovou pilou. Ložné spáry částí sloupů – tamburů se opracovávaly rotací na pískovém lůžku, až byla šířka spáry rovna nule. Na stavbu se kámen dovážel na vozech nebo se valil s využitím dřevěných segmentů, podobně jako při dopravě kvádrů v Egyptě. K zvedání byl využíván vysoce zpřevodovaný vrátek barulkos. Běžně se používaly různé typy rumpálů a kladkostrojů, úvaz se prováděl buď kolem kamene nebo pomocí výstupků na kvádrech, nebo též pomocí podkovovité drážky na styčné ploše. Kameny, dodávané na stavbu byly zpravidla opracovány pouze na ložných spárách. Lícní plochy byly opracovány pouze zhruba a konečné opracování se dělo až po dokončení stavby. Někdy však k tomuto finálnímu opracování již nedošlo. Pokud byl ke stavbě použit pórovitý nebo jinak povrchově ne dostatečně vzhledný kámen, byla stavba omítnuta. Poslední úpravou byl nátěr, provedený často velmi výraznými barvami.

160

Vnitřní stěny staveb byly obkládány kamennými deskami nebo kovem nebo opatřeny inkrustací. Podlaha byla dlážděna buď pravidelnou kamennou dlažbou nebo mosaikou, v době Homérově byla podlahou udusaná hlína. Pro pochopení konstrukce řecké monumentální stavby je nezbytno seznámit se se základním rozdělením stavebních konstrukčních prvků a jejich částmi a názvy. Stavbu lze rozdělit na části nosné – krepis, zeď či sloup – a části nesené – břevnoví a střecha se štítem.

Podnož (stylobat) byla z kvádrů přesně opracovaných, takže působil dojmem jednolité plochy. Podnož byla často upravena stupňovitě, kde určitá část těchto stupňů byla doplněna tak, že vytvářela schodiště. Podnož byla někdy provedena jako sférický obdélník s nepatrným vzepětím. Toto vzepětí bývá vysvětlováno jako opatření mající kompenzovat předpokládané ssedání základu nebo, spíše, jde o opatření „optické“. Přímé linie by se v ostrém jižním slunci zdály být prohnuté „dovnitř“, takže mírné vyklenutí směrem ven tento klam vyrovnávalo, aby měl pozorovatel dojem přímých linií.

Sloup je v řeckém stavitelství základním a nejnápadnějším prvkem. Tvary sloupů a jeho částí se lišily v jednotlivých stylech, o kterých bude pojednáno dále. Zde se zaměřme pouze na stavebně technickou stránku. Sloup prodělal dlouhý vývoj, a i jeho předobrazem je sloup dřevěný, v podstatě odvětvený kmen stromu. Další inspirací pro sloupovou architekturu jsou sloupy chrámů a staveb egyptských a mezopotámských. První kamenné sloupy, které se v Řecku objevují, byly monolitické, jako například v Heřině chrámu v Olympii. Později se již dříky sloupů sestavovaly z válcových dílů – bubnů neboli tamburů. Jejich ložné spáry byly až do 5. Stol. po celé ploše hladké, poté byla střední část jednoho tamburu vybrána a do vybrání zapadal bronzový nebo dřevěný čep, zasazený do horního tamburu. Před sesazením bylo do prohlubeniny nalito roztavené olovo, do kterého se čep vnořil. Přebytečný kov odtekl připraveným kanálkem a oba bubny tak na sebe přesně dosedly. Dřík sloupu se směrem k hlavici zužoval, nebylo to však zúžení lineární, dřík tedy nebyl komolým kuželem. Křivka povrchu byla mírně vyklenuta směrem od osy sloupu a toto vyklenutí, entasis, bylo opět určeno ke kompenzaci zrakového klamu. Společným znakem řeckého sloupu všech slohů jsou podélné žlábky, kanely, kterých bylo v dórském slohu obvykle 20 a v iónském 24. Kanelování mělo odstranit monotónnost, vertikálu sloupu rytmicky členit a zachycovat světlo.

Základní nesenou částí je břevnoví (kladí), a střechy se štítem. Základní částí kladí je architráv (řecky epistýlion). Je to hlavní vodorovný hranolový kamenný trám, monolitický nebo článkovaný. Architráv je položen na hlavicích sloupů a nese horní část stavby. Výška architrávu byla ve vztahu k výšce a síle sloupu. Další částí kladí je vlys a římsa. Jejich tvar byl závislý na použitém stavebním slohu. Stropy vnitřních prostor byly většinou kasetové, složené z kamenných stropních trámů a kasetových desek, zvaných kalymacie. Řekové sice znali klenutí, zejména tzv. falešnou klenbu přečnělkovou ale u staveb tento prvek nepoužívali. Stavba bývala ukončena sedlovou střechou, jejíž výška byla šestinou až osminou rozponu. Štíty a okapy byly z kamene, krov byl dřevěný. Na krovu ležely desky, původně z pálené hlíny, později z mramoru. Spáry mezi střešními deskami byly kryty krycími taškami. Krycí tašky kryly i hřeben střechy. Architektonické řády

Vzhledem k tomu, že se člověk i dnes může na nespočtu staveb setkat s prvky řecké architektury, je možno považovat znalost řeckých architektonických řádů za součást všeobecného vzdělání a to u technika dvojnásob.

161

Tyto řády (slohy), jsou v podstatě dva, a je možno je pozorovat od konce 6. Století. Je to sloh dórský a iónský. Oba tyto slohy se objevily ve stejné době, a to každý v určité zeměpisné a kulturní oblasti řeckého světa. Dórský sloh převládal na balkánském poloostrově, na Krétě, v jižní Itálii a na Sicílii, zatímco iónský sloh vznikl na asijském pobřeží Egejského moře, odkud se rozšířil na velké sousední ostrovy a na Kyklady. Rozdílnost těchto slohů se vysvětluje materiálem, který měli první stavitelé k dispozici. To však není jediná příčina. Oba slohy (jako architektonický výraz vůbec) je odrazem povahy svých tvůrců – zatímco Dórům i jejich stylu je vlastní přísnost a logika, Ionové oplývají představivostí a půvabnou nenuceností. V dórském slohu se využívají stavební linie budovy – sloup vyrůstá přímo z podstavce, hlavice geometrického tvaru se čtvercovou deskou nezastírá, že nese architráv a zmenšuje jeho rozpětí. Architráv pak nezastírá že je nosník, který nese příčné nosníky krovu. Ty jsou patrny pod římsou jako triglyfy, oddělené deskou, nazývanou metopa. Metopy byly často vyzdobeny basreliéfy. Guttae (kapky) pod triglyfy měly zabraňovat vodě, aby stékala po hladkém architrávu. Celek – architráv, vlys a římsa – se nazývá nadsloupí. Zdůraznění funkčního charakteru všech prvků stavby vyvolávalo uklidňující dojem řádu a důkladnosti a vyhovovalo zálibě Řeků v geometrii. Dórský řád je charakteristický prostým sloupem s jednoduchou hlavicí bez patek. Sloupy mají na povrchu žlábky s ostrými hranami. Na stavbách používali Řekové dřevěná lešení a zdviže s kladkami a ručními vrátky. Zvedali tak do značné výše nosníky vážící až 60 t. Jako spojovacího materiálu používali občas přírodního cementu, Někdy spojovali kameny kovovými skobami. Vzdálenosti měřili pomocí šňůry, pravý úhel vytyčovali předchůdcem římské grómy nebo dioptru. Po vzoru Egypťanů používali pytagorejský trojůhelník. Výškové úrovně srovnávali pomocí jednoduché vodováhy.

Ionský sloh se vyvinul na pobřeží Malé Asie, a je spjat se stavitelstvím Blízkého východu. Celková charakteristika tohoto slohu vyplývá z toho, že postupuje takřka obráceně – funkční prvky se snaží spíše skrýt pod ozdobami. Pozornost je soustředěna především na sloup. Sloupy mají složitější patky i hlavice a žlábky jsou odděleny úzkými proužky. Jónský sloup je štíhlejší než sloup v dórském slohu, dřík sloupu nevyrůstá přímo z roviny podlahy, nýbrž je na patce, která teprve přenáší váhu na základ. Nezřídka je spodní část dříku ovinuta prstenci astragalmi. Pod architráven končí sloup hlavicí, nemající rysy dórské vznešené jednoduchosti, nýbrž vypadá jako pás pružné hmoty se svinutými konci – je to jakoby pružina, přenášející váhu architrávu na sloup. Architráv tvoří dvě nebo tři pruhové římsy, mírně přes sebe přečnívající. Lehká římsa ho odděluje od vlysu, který není rozdělen triglyfy, ale vine se jako souvislý pás kolem celého obvodu stavby. Obvykle byl zdoben malbami nebo reliéfy. Vzhledem k tomu, že antický chrám je jakýsi „kostel naruby“, kde lidé se shromažďují nikoliv uvnitř, nýbrž venku kolem něj, mají tyto kresby roli obrazem sděleného příběhu, jako každá kostelní malba. Neméně časté a důležité byly ornamentální ozdoby, ať již vejcovité, srdcovité, perlovcové nebo palmové. Ty dodávaly stavbě eleganci, hravost a okázalost. Třetím ze známých řeckých slohů je eklektický sloh korintský, který se úspěšně šířil od konce 5. století. Byl prý zaveden kovotepcem kallimachem, feidiovým současníkem. Korintský sloh byl odvozeninou ionského slohu, kde hlavice byla obohacena o kytici akantových listů. Korintský řád se odlišuje bohatě členěnými hlavicemi. Poměr a výšky se postupně zvětšuje až na 1 : 12 – 1 : 14, což je již hranice, na které je sloup namáhán vzpěrem. Proto se tyto kamenné konstrukce vyztužovaly předchůdci železobetonu. Železné pásy vyztužovaly i nosníky, Řekové totiž odpozorovali, že kámen nesnáší namáhání na tah.

162

5

6 Počátky urbanismu - Hippodamos z Milétu

Žil v první polovině 5. Století a je těžko říci, čím byl ve skutečnosti. Jedni v něm vidí pouhého zeměměřiče, zatímco od jiných je mu připisováno otcovství moderního urbanismu. Celkem jisto je, že byl pověřen vypracováním plánu Pirea, a k této úloze přistoupil jako geometr. Uplatnil tam zásady, které již byly použity při rekonstrukci jeho rodiště Milétu poté, když bylo roku 491 ante vypleněno Peršany. Hippodamovy urbanistické zásady ústí do městského sídliště, vytvářejícího komplexní prostor, formující i život jeho obyvatel, Jde v podstatě i o první příklad sociálního inženýrství, případně i sociální utopie. Hippodamovsky pojatá zakládaná města měla ústřední kruhové náměstí s paprskově se rozbíhajícími ulicemi, na které navazovala síť pravidelných radiál. Tato města měla všechny stavby „občanské vybavenosti“, jako sportoviště, divadelní prostory, lázně, knihovny a další.

Stavitelství antického Říma

Celková charakteristika Římané vynikli svou schopností využít v praxi všech dosavadních poznatků, a to jak Etrusků, tak Řeků. Nebáli se často riskantním způsobem získávat nové zkušenosti. Stavitelství pojímali velkoryse a monumentálně. Zavedli vodovody do více než 200 měst. Po úpadku římského impéria trvalo 1000 let, než byla dosažena jeho úroveň. Na rozdíl od hloubavých Řeků neměli Římané žádné teoretiky, neměli Thaleta ani Archimeda. Rozhodující slovo neměla teorie, ale zkušenost. Přesto vytvořili působivá díla v duchu zcela moderních zásad. Usilovali o díla co nejjednodušší v návrhu i provedení, se sklonem k normalizaci. Byli to chladně praktičtí schopní organizátoři. Římští odborníci spoléhající především na etruské a řecké zkušenosti, je dokázali geniálně skloubit a využít. Skvěle rozvinuli techniku oblouku i stavby základů. Z  dříve známých stavebních mechanismů upravili první skutečné stavební stroje. Ty byly používány až do doby páry a oceli. Jedním z jejich velkých přínosů byl objev přírodního cementu z vulkanického popela a vápna, který tuhne i ve větším objemu a pod vodou. Jedním z nejstarších římských stavitelů je Appius Claudius. Jeho jméno je spojeno se dvěmi velkými stavbami – akvaduktem Appia a silnicí Via Appia. Jeho vodovod byl první z 12, které postupně vedly do Říma. Silnice, vyložené polygonálními kameny, byly v podstatě naplocho položenou zdí a byly vedeny většinou v přímých úsecích. Byla určena především pěším a soumarům, méně již potahům. Při trasování však byl patrně rozhodující zřetel na vozy, protože ty měly pevné přední nápravy a jízda do oblouku jim dělala potíže. Později byl svršek rozdělen a pruhy pro pěchotu a vozatajstvo. Pro vývoj stavby měst jsou důležité římské vojenské tábory. Měly pravoúhlou soustavu se dvěma širokými hlavními cestami orientovanými podle světových stran. Mostní stavitelství - Fabriciův most s obloukem 24,5 m. Často pilíře z kamene a konstrukce dřevěná. Kruhová klenba je výhodná malými vodorovnými silami, ale neumožňuje velká rozpětí – jsou to spíše hráze s otvory. Pilíře zabíraly někdy až třetinu průtočného profilu, což působilo velké vzdutí hladiny nad mostem. Potřebu pilířů odstranili u některých mostů tím, že vysoce převyšovaly terén – dokonce se šlo po schodech. Problém zakládání mostních pilířů. U betonových staveb používán kamenný obklad, který sloužil zároveň jako bednění. Významným stavitelem je Apollodorus z Damašku, - forum v Římě, Trajanův sloup, most přes Dunaj pod Železnými vraty. Byl popraven proto, poněvadž si dovolil kritizovat stavitelské schopnosti císaře Hadriána. Obdivuhodným dílem je tunel u jezera Fucinus,

163

dlouhý přes 5 km. Stavělo ho 30 000 lidí po 11 let. Tunel byl rozdělen na úseky, do kterých se vstupovalo šikmými šachtami. Vrcholným dílem je Pantheon – okolo 125 post a kupole 43,2 m. Otvor 8,9.

Stavitelství raně křesťanské a byzantské Křesťanství přichází do antiky jako jedno z mnoha náboženských hnutí, šířících se z Malé Asie na západ. Tato hnutí přinášeli do západních končin Římské říše navrátilci z tamních provincií, vojáci a obchodníci, ale nesli je s sebou i otroci a lidé, kteří pocházeli z východních končin a život je zavál do Řecka či Itálie. Křesťanství bylo zprvu považováno za židovskou sektu, z jiného hlediska pak patřilo do skupiny několika tzv. vykupitelských náboženství. Tato náboženství měla pro člověka svůj půvab a přitažlivost v tom, že relativizovala význam lidské pozemské existence, čímž zmírňovala mnohým jejich pozemský úděl a vytvářela nový prostor naděje. Z hlediska stavitelství je v křesťanství nový a důležitý prvek v tom, že toto náboženství prožívá svoji bohoslužbu jako shromáždění věřících. Proto je zde tedy bohoslužebným objektem shromaždiště, nemající mnoho společného s tradičně chápaným řeckým či římským chrámem jako příbytkem boha. První shromaždiště křesťanů se nalézala v katakombách, tedy pohřebních štolách, vylámaných v sopečném tufu. Tyto prostory byly původně určeny k pohřbívání mrtvých a jejic využití jako shromažďiště bylo vynuceno pronásledováním, kterému byli křesťané do r. 313 v několika vlnách vystaveni. Uznáním křesťanství za tolerované a posléze státní náboženství v průběhu 4. Století nastala nová situace. Staré chrámy nebylo obvykle z několika důvodů možno použít, protože tyto prostory nebyly pro tento účel naprosto koncipovány - vlastní vnitřní prostor byl vzhledem k tradičnímu římskému pojetí "bohoslužby" velmi malý - byl to pouze prostor pro sochu boha a obětujícího kněze. Ke shromažďovacím účelům se nejlépe hodila basilika. Byla to rozsáhlá krytá budova obdélníkového půdorysu, uvnitř řadami sloupů rozdělená na 3 - 5 lodí. Vnitřní prostor byl ohraničen venkovní zdí nebo arkádovým sloupořadím, případně obojím. Tato stavba sloužívala původně k účelům soudním či obchodním, případně též jako promenádní kolonáda. Tento typ stavby byl použit jako výchozí vzor pro křesťanské sakrální stavby tohoto období. Jako křesťanský chrám byla basilika, orientovaná ve směru východ - západ, vybavena oltářem na východní straně. Na tomto místě konal liturgii kněz nebo biskup. Dalším rozvinutím basiliky pro tento účel bylo její doplnění polokruhovou apsidou, o několik schodů vyvýšenou a krytou poloviční kupolí. Ze zachovalých bazilik je největší pětilodní basilika sv. Pavla před branami, vystavěná r. 386 za Theodosia a Honoria. Dosud zachovalá je rovněž basilika S. Maria Maggiore. Stavba basilik pronikla s křesťanstvím i mimo Řím, a to směrem na západ, sever i východ. Každá z těchto oblastí pokřesťanšťující se Evropy modifikovala tyto stavby po svém, zvláště významný typ tvoří stavitelství byzantské. V Byzantiu (Konstantinopoli, Cařihradu) se totiž sloučily stavitzelské směry starokřesťanské, orientální a řecké. To vše spolu vytváří onen nový styl, zvaný byzantský. Charakteristická je pro něj záliba v kupolových stavbách na základě kruhovém, čtvercovém nebo osmiúhelníkovém. Je to původně styl římských náhrobků a baptisterií. Tento půdorys zakrytý kopulí vytváří ústřední prostoru, kolem které jsou meší kaple, ze kterých je nejvýznamnějším ta, ve které je umístěn oltář. Vzorem této architektury je chrám sv. Sofie (Moudrosti), postavený v letech 532 - 537 za panování císaře Justiniana. Chrám byl postaven staviteli Anthemiem Traleským a Isidorem z Miletu. Z hlediska stavitelského představuje tato stavba doklad vyřešení zvláštního problému, kterým bylo zastřešení čtvercového půdorysu

164

hlavní prostory kruhovou kopulí. Řešení bylo nalezeno ve 4 penditivech, jakýchsi vyklenutých cípech, vytvářejících přechod mezi základní stavbou a kopulí. Ve stavbě sloupů vytvořil byzantský sloh své detaily na základě řeckých vzorů. Vedle hlavic ionských a korintských s bohatým akantem se vyskytují i hlavice krychlové, jejichž strany byly pokryty různými zvířecími postavami, symboly či nápisy. U této krychlové hlavice se objevuje další prvek, kterým je náběžník, obrácený komolý jehlan s malou římskou římsou na horním okraji, přisedajícím ke klenbě. I tento prvek je zdoben symboly. Chrámy byzantského stylu se vyskytují i v Itálii, je to například chrám sv. Vitale v Ravenně či chrám sv. Marka v Benátkách. Na byzantskou architekturu navazuje architektura pravoslavných chrámů, které jsou obvyklými sakrálními stavbami v Rusku. Největší koslely tohoto stylu jsou v Kyjevě a v Novgorodě, v Moskvě je dle tohoto slohu postavena velká část Kremlu. Pouze místo byzantských kopulí nesou věže cibulovité báně. Byzantský sloh se objevuje do 8. Stol. i v Lombardii, jižní Francii, Sicilii a kupodivu i v Německu - Münster v Cáchách.

Stavitelství v islámských zemích

Když prorok Mohamed v 7. tol. spojil arabské kmeny jednou vírou v jeden národ, prožil tento nový náboženský proud netušený rozmach. Během dvou století získalo toto nové náboženství území větší, než byla říše Alexandra Makedonského. I toto náboženství mělo své specifické požadavky na podobu svých shromažďovacích prostor. Podobně jako v křesťanství je i mešita shromaždištěm, ve kterém se věřící scházejí k pravidelným modlitbám. Krom toho je zde však ještě dvůr se studnou k rituálnímu umývání a věž, ze které se ohlašují časy povinných modliteb. Tak vzniká typický stavitelský útvar, mešita s nádvořím a štíhlou věží s ochozy, minaretem. Základem architektonického řešení se stala architektura maurská. Výsledná řešení se ubírají dvěma směry - na jedné straně jsou stavby, svým vzhledem bližší římské basilice, na druhé pak ty, které mají spíše dispozici byzantskou. Právě ta se stala oblíbenější a rozšířenější. Islámská architektura sice snad nepřinesla zcela nové konstrukční prvky, avšak dodala již známým svou jedinečnou a nesmazatelnou pečeť. Jsou to především lomené a podkovovité oblouky. Střecha je buď řešena plochou střechou jako u basiliky nebo kupolí, vyskytuje se však i styl, který byl příznačně nazván "krápníkový". Je to strop z malých obloučků, které jakoby zázrakem "visí" bez podpory, podobny včelímu plástu. Největší rozvoj doznalo islámské stavitelství na pyrenejském poloostrově, kde jsou tyto památky svědectví toho dodnes. Je zde patrný jistý vliv západoevropský, avšak tón islámský je dominantní. Takovou památkou je například devatenáctilodní mešita v Kordóbě z roku 786, pokročilejší stavby jsou v Seville, minaret Giralda a palác Alkazar. Maurský sloh vrcholí v království granadském, kde se nalézá pevnost Alhambra. Výzdoba mešit je soustředěna zejména na portály, síně, arkádami vroubený dvůr, studně, galerie pro muezimy, stejně jako výzdoba vnitřních symbolických detailů shromažďovací bohoslužebné místnosti. Vzhledem k tomu, že Islám zakazuje zobrazování lidských postav i zvířat, je výzdobou jemný ornament, arabeska, a velmi často kaligrafické útvary, obsahující části koránu. Hlavice sloupů poněkud připomínají sloup korintský, voluty jsou však nahrazeny lupeny, klubkovitě stočenými. Oblouky lomené, podkovovité nebo kýlové jsou ozdobeny jemnou ornamentikou ze dřeva nebo sádry, i stěny jsou pokryty pletenicí jemných lomených a vlnitých linií. Vzhledem k velmi širokému rozšíření islámu vzniká ovšem několik modifikací jeho stavebního stylu. Vedle španělského je možno rozeznávat styl sicilský, egyptský, perský, indický a turecký.

165

Bujnou rozmanitostí vyniká zvláště sloh perský, spojený zejména s legendárním kalifem Harunem al Rašídem. Pozoruhodné islámské stavby se nalézají v Indii, zejména v Delhi a v Agře.

Stavitelství románské

Výchozí stavbou, se kterou vkročilo křesťanství do Evropy byla starokřesťanská basilika. Vzhledem tomu, že byl Řím stále považován za určité kulturní a náboženské ohnisko, byl styl, který byl s basilikou spojen, nazván románským. Nejvíce byl používán a rozvíjen ve stavbách, které uskutečňovaly již v raném středověku řeholní řády. Byli to zejména benediktini a cisterciáci. Jejich požadavky, zahrnující nejen chrámy, ale i obytné budovy, již ovšam stará basilika nemohla naplnit. Proto se musel půdorys basiliky změněn. Jedna změna spočívala v tom, že výklenek pro oltář byl prodloužen a vznikl kůr, pod kůrem byla krypta, místo pro přechovávání ostatků svatých, případně pro pohřbívání kněží a představených kláštera. Pravoúhlý půdorys bazilik se změnil do tvaru latinského kříže, s delší osou ve směru východ - západ. Velké atrium bylo obvykle odstraněno a ponechána pouze malá předsíň. Podstatnou změnou bylo nahrazení plochého stropu s viditelným krovem křížovou klenbou. Od starších dvoranových chrámů se románský lišil i přistavěním věží. V dekorativní části se románský sloh blíží poněkud slohu byzantskému, s nímž byl v prvních dobách dokonce zaměňován. Byzantský vliv pocházel od byzantských umělců, kteří byli povoláváni do Itálie a působili i ve střední Evropě. Vývoj románského slohu spěl od rané valené klenby ke klenbě křížové, kdy jednotlivá pole byla oddělena polokruhovými pásy, někde se objevovaly i počátky v gotice plně rozvinuté klenby lomené. Polokruhovou klenbou byly překlenuty i portály a okenní otvory. Ozdobné prvky se objevují i na vnějšku, a to v podobě římsy, geometrických ornamentů a různých dalších prvků, rozehrávajících především hru světla a stínu. Románské pilíře byly zpočátku jednoduchého čtyřhranného profilu, později byly opatřeny oblouky a žlábky, na hranách otupeny nebo v pravém úhlu vyříznuty. Byly zdobeny polosloupy nebo čtvrtsloupy jako podporami pásů a klenbových patek. Románský sloup byl různě upraven. Dřík byl buď hladký nebo osmihranný, mnohdy opatřen plastickou spirálovou či figurální výzdobou. Hlavice mívaly nejprve blízko k hlavici korintské, postupně však přecházely do podoby hlavice krychlové, později kalichové. Patka je podobná attické a stojí na čtyřhranné spodní desce. Dekorativně velmi bohatý je románský portál, a to i na prostých veskovských stavbách. Portál vyjadřuje myšlenku slavnostnosti vstupu do sakrálního, svátostného prostoru. Nejsou to tedy pouze obyčejné dveře nebo vrata, nýbrž doslova "Porta coeli", brána nebes, vstup do nového způsobu lidské existence před bohem. Na portálu se velmi často objevuje hluboké ostění s pravoúhlými zářezy, v nichž jsou umístěny štíhlé sloupky. Ornamentální výzdoba je stylizována geometricky či nese rostlinné, úponkovité či jiné motivy. Románská okna jsou charakteristická svou polokruhovou klenbou, ve věžích, apsidách a galeriích bývala sdružena 2 až 4 okna v jedno sdružené okno. V pozdějších románských stavbách se objevuje nad portálem i na západní fasádě bohatě zdobené kruhové okno, tzv. "románská růžice". V této době se také ujímá nový prvek, malba na skle. Nejstarší malovaná okna jsou v dómu augsburském. Malované okno, s biblickým motivem je spojeno s hlubokou symbolikou - člověk vidí svět prismatem biblických příběhů.

166

Románské stavitelství dospělo do svého vrcholu na konci 12. století. V této své vrcholné fázi v něm již nebyl obvykle patrný její basilikální původ, pouze v Itálii si románské stavby ještě uchovaly cosi antického.

Stavitelství gotické I tento nový architektonický směr se rodil již v době, kdy vrcholil sloh předcházející. Je celkem všeobecně uznáno, že počátky tohoto stavitelského směru je nutno hledet ve Francii. Původně se tento sloh nazýval "opus francigenum" nebo "modus gallicus". Sám název "sloh gotický" zavedli Italové, a to jako označení posměšné, zdůrazňující barbarskost tohoto způsobu stavby. Sami Francouzi nazývají tento sloh "styl ogival", to je "sloh žeberný". Počátky gotického slohu je možno vidět v kontextu několika významných hnutí a dějů, které zaznamenávala západní Evropa ve 13. století. Byla to doba nové probuzené zbožnosti, jejímž jedním projevem byly křížové výpravy, a v oblasti materiální pak nepřehlédnutelný ekonomický rozmach, který v té době Evropa zaznamenávala. Klášterní reformy byly výrazem nástupu takového způsobu zbožnosti, která nebyla pouhým zvykovým koloritem, ale hlubokým oddaným prožitkem. Centrem i dějištěm všech těchto proměn byla Francie. Jsou-li svátostné stavby vždy jistým vyjádřením náboženských obsahů, který je s nimi spojen, pak tomuto novému pochopení víry nemohly stačit těžké zdi a malá okna románských staveb. Víra nyní obrací člověka v celém jeho bytí k nebesům, a tam budou také mířit vertikály gotických staveb. Hlavním znakem slohu je lomený oblouk. Tento prvek není zcela nový. Užíval se již dříve v arabské architektuře, odtud se dostal na Sicilii a dále pak až do Francie. Gotika však udělala z lomeného oblouku pevný a ustálený systém. Existovalo mnoho národních modifikací, odlišných v závislosti na klimatických podmínkách, materiálu, i národních zvyklostech. Tak bývá rozeznávána například gotika francouzská, německá, anglická, španělská, česká, nizozemská a další. Gotická stavba v sobě nese rysy další proměny, která ve 13. Století v evropském myšlení nastává. Je to doba, kdy se na světlo uznání derou dosud přehlížená "mechanická umění", konkurující ryze meditativnímu spirituálnímu pojetí, jaké se v církvi i společnosti pěstovalo až doposud. Tento nový proud není bezbožný či sekulární, jak by bylo možno na první pohled soudit - jeho víra však není přísně ortodoxní. Je zde obsažen výrazný prvek víry ve spoluúčast člověka na svém zbožštění, a to věděním a prací. Není to tedy již pouze církev a její svátosti, nýbrž i to, co má člověk v hlavě a v rukou. Právě tato skutečnost je základem jevu, který může být pro současníka jistou záhadou - ve stavitelích katedrál začíná hnutí, později zvané "Svobodné zednářství", hnutí církví odsouzené a také proti oficiální církvi různým způsobem bojující. Gotické katedrály byly dílem "stavebních hutí", které se zřizovaly ve všech větších městech. V zakládání a stavbě monumentálních staveb spolu soutěžila knížata i města. Stavitelští mistři se svými "parléři" učinili z těchto hutí zároveň jakési stavitelské akademie. Samo označení "parléř" znamená původně mluvčí (od francouzského parler - mluviti), ale pak i polír, dozorce. Posléze se gotický sloh šíří i na stavby občanské, radnice a měšťanské domy. Gotický sloh svrhává břemeno oblouků a polokruhových kleneb a spěje do výše. Láme vodorovné římsy, dělí a článkuje zdi a klenby tak, že vzniká lehká kostra, kterou stěna pouze uzavírá a zaceluje. Zeď přestává být nosným prvkem stavby. Právě tak, v tomto vzepětí se odráží obraz goticky zbožné mysli, hledající útěchu ve výšinách božské moci. Právě v tom se projevuje ona "gotičnost", kterou tímto označením postihli Italové.

167

Italská duše míří od románského stylu spíše rovnou k renesanci. Gotika se zde ujala spíše v severní Itálii, kde je nejznámějším gotický chrám sv. Františka v Assisi. Konstrukční řešení gotické stavby spočívá především v tom, že opěrou klenby jsou pilíře, nikoliv zdi. V klenbě se používá několik technik, především klenba křížová. Pilíře jsou často stavěny ve formě sloupových svazků, navazujících na žebra kleneb. Charakteristickým rysem gotických staveb jsou opěrné pilíře, zachycující horizontální tlaky klenby. Protože střední loď převyšuje svou výškou lodi postranní, byly její pilíře spojeny s vnějšími opěrnými pilíři opěrnými oblouky. Při větších stavbách bývaly i dva takové opěrné oblouky nad sebou. Gotická okna jsou velká a zejména vysoká. Bývají rozdělena tenkými sloupy do jednotlivých polí, což jejich výšku opticky ještě podtrhuje. Skla bývají obvykle pokryta malbou. Hlavní ozdobou chrámu jsou umělecká díla kamenická a sochařská. Gotická klenba je obvykle křížová, ve 14. Století vznikla připojením rovnoběžných žeber klenba dekorativní, ve které klenbová žebra hvězdicovitě nebo síťovitě proplétají. Portál má stejnou symbolickou funkci jako ve slohu románském. Ostění se navenek šikmo rozšiřuje, nad portálem je kruhové okno, tzv. "gotická růžice". Gotické věže se zužují od paty i v jednotlivých poschodích, je zdobena složitou soustavou nárožních pilířů, výklenky pro sochy, konsolami a baldachýny. Podstatným znakem gotického dekorativního stylu je rostlinný motiv, který však nebyl převzat ani ze stylu byzantského, ani románského, nýbrž je založen na místních vzorech, jsou to tedy dubové či bukové listy, listy břečťanové, vinné, jetelové, hlohové, čekankové, růžové, makové, jahodové a jiné lupení mnoha dalších rostlin. Umělci se snažili tyto přírodní motivy zpodobnit co nejvěrněji. Ornament je vždy v souladu s konstrukční částí, kterou zdobí. Figurální ozdoby mají v gotice menší význam, bývá to lidská postava, hlava nebo poprsí, vystupující z ozdobných nosníků, jinde stojí sochy na konsolách pod baldachýny. Tu a tam se objevují i postavy zvířecí. Zcela zvláštní ozdobou jsou chrliče, tedy vyústění okapových žlabů, umístěné na římsách nebo opěrných pilířích. Zde pracovala fantazie mistrů, a vyžívala se pitvorných postavách symbolických podobách živočichů, a to skutečných i bájeslovných. Vše, až po tento chrlič na věži, který po dohotovení stavby již nikdy nikdo neuvidí, je tesáno s pečlivostí, která se nám může zdát být nepochopitelná a zbytečná. Když se však prý kameníka ptali, proč věnuje tolik práce detailu, který bude zcela skryt lidským očím, odpověděl prý: "Bůh to bude vidět". I tato legenda dokresluje pozadí vzniku a ducha těchto staveb.

Renesance Je-li středověk založen na představě, že to podstatné je mimo tento svět, lidský život a přírodu a vše mířilo k Bohu, absolutnímu úběžníku všech věcí, renesance znamená orientaci takřka přesně opačnou. Středem je člověk, lidský život a vše co k němu patří a činí ho krásným. Tak vyjadřuje renesance myšlenku, kterou ve svém vidění přisuzuje antice, té krásné a jasným svitem prozářené době. Ležící za tisíciletím nesmyslné temné průrvy, pejorativně renesančními mysliteli nazvané "středověk". Renesance znamená znovuzrození, a to je patrno na všem, co renesance vzala do ruky. Petrarca, Dante a Bocaccio otevřeli pozornost ke kráse, chápané do té doby spíše jako svod a pokušení, kterým má člověk vzdorovat. Není divu, že se tento nový pohled na život probudil právě v Italii, kde vlastně antika nikdy zcela nezanikla, stále zde byly památky, totéž víno i totéž slunce. Antické vzory zde nebylo nutno nijak složitě hledat - byly zde stále. Ranná renesance si oblíbila zejména korintský sloh, a prvními stavbami, na kterých se nový přístup uplatnil, byly palácové stavby. Přichází s koncepcí přísné symetrie, rozdělila průčelí domu římsami. Renesanční stavby vynikají svěžestí a obrazotvorností a zároveň dokonalým provedením.

168

Místem zrození rané renesance je Florencie, a v ní mistr Filipo Brunelesco (1377-1446). Je to mistr stavitelského umění, který postavil mohutnou kupoli florentského dómu bez podpůrného lešení. Přinesl tedy starý byzantský prvek kopule, stejně jako prvky klenuté i sloupové basiliky. V druhém období renesance, zvaném Cinquecento (1500-1580). V tomto období se změnilo jak jeviště práce, tak i další směr renesance. Souvisí to s uměnímilovným papežem Juliem II., který pozval největší umělce své doby do Říma a udělal tak právě z Říma středisko umění, a to ve všech těch oborech, ve kterých se renesance rozvíjela. Staví se chrámy, ve kterých je nápadným prvkem soustava pilířů, nesoucích valenou klenbu střední lodi, kupole je téměř nepostradatelná. Výzdoba byla inspirována jednoduchými antickými prvky. Zakladatelem římské školy byl největší architekt své doby, Donato Bramante z Urbina, jako architekt proslul i Rafael, a žije zde i velmistr Michelangelo Buonarotti, který se významně podílel na stavbě chrámu sv. Petra. Myšlenky renesance nalezly své nejpřiměřenější vyjádření v mramoru. Pokud nebyl použit mramor, pak poutá stěna zdobením sgrafitovou technikou. Pozdní renesance (1530-1580) prochází jakýmsi uklidněním a vyjadřuje se chladněji a rozvážněji, při snaze přesněji se držet antických forem. V tomto stylu se stavěly zámky, vily, divadla, veřejné budovy i knihovny. Stavělo se, jak je z tohoto výčtu patrno, mnohem více světských staveb než chrámů. Renesance zasáhla i do dalších evropských zemí, a byla velmi často nesena italskými architekty, kteří své stavby dokázali mnohdy velmi dobře přizpůsobit místním podmínkám, a to jak materiálu, i podnebí. I zde to byly především zámky a paláce, tedy světské a representativní stavby.

PEVNOSTNÍ STAVITELSTVÍ

FORTIFIKACE

169

Pevnostní stavitelství

Literatura: Antické válečné umění, Praha 1977Vitruvius: Deset knih o architektuře, Praha 1979Faetherstone,Donald:Válečníci a války ve starověku a ve středověku, Praha 2001Bochenek. Ryszard: Od palisád k podzemním pevnostem, Praha 1972Duffy, Christopher: Kámen a oheň, Brno 1998

Jednou ze zvlášť důležitých a zajímavých odvětví pozemního stavitelství je stavitelství pevnostní. Tak, jako stavby sakrální představují průnik náboženství a stavitelství, stavitelství pevnostní je průnikem vojenství a válečného umění na straně jedné a stavitelství na straně druhé. V tomto svém významu hrálo pevnostní stavitelství nezřídka roli přímo dějinotvornou - to, zda pevnost dokáže či nedokáže odolat postupující armádě znamenalo ve svých důsledcích to, jaký bude výsledek daného konfliktu a jak se bude odvíjet osud daných zemí na obou stranách fronty dále. Pevnostní stavitelství je tedy obor všeobecného stavitelství, zabývající se projektováním a stavbou speciálních staveb, zabezpečujících zamýšlenou bojovou činnost vlastních vojsk a zvyšující odolnost území proti bojové činnosti nepřítele. To se děje především tím, že je

170

bojová činnost nepřítele znesnadněna. V naprosté zkratce řečeno, pevnostní stavby (fortifikace) mají činnost vlastních vojsk usnadnit a činnost nepřátelských vojsk ztížit. Fortifikační stavby je možno dělit podle několika hledisek. Jedním z nich je dělení na pevnostní stavby polní a pevnostní stavby stálé. Polní opevnění se budují přímo na bojišti během přípravy na bitvu nebo přímo v boji. Mají převážně provizorní charakter, jsou budovány z materiálů, který je na místě k dispozici. Těmito stavbami se nadále nebudeme zabývat, protože těžiště pevnostního stavitelství je v oblasti obranných staveb stálých.

Princip fortifikačních stavebJe-li obecným cílem válečné operace dobytí nepřátelského území a předpokladem k tomu obvykle umlčení vojenské sály protivníka, pak pevnostní stavitelství slouží v převážné míře k obraně. Pevnost může sice sloužit jako základna pro realizace útočné operace (křižácké hrady za křižáckých výprav), avšak i v takovém případě spočívá role fortifikace především v tom, že poskytuje bezpečné nástupiště k útoku a logistickou základnu, i v ofenzivní operaci je její role v podstatě obranná. Podoba fortifikačního opatření je bezprostředně závislá na stavu vývoje ofenzivní válečné techniky. Společné všem podobám a fázím pevnostních staveb ja pouze to, že musí v největší možné míře odolávat bojovému úsilí nepřítele, poskytovat tedy obráncům potřebné krytí, a zároveň díky tomuto krytí umožňovat jejich bojovou činnost, jejímž cílem je odražení nepřítele, výpad a jeho pronásledování. To vše se děje jednak tím, že pevnostní stavba udržuje mezi obránci a útočníkem takovou vzdálenost, která mu neumožňuje ohrozit, odstranit či prolomit vlastní fortifikaci, a fortifikace mu v této vzdálenosti neumožňuje účinně ohrozit obránce. Tohoto efektu se zhusta dosahuje i tím, že postavení obránců je fortifikací vyvýšeno, což jim umožňuje lepší přehled po bojišti kolem fortifikace, a případně i dodává razanci obrannému působení - střely na hradby je nutno střílet, kdežto z hradeb je stačí pouze shazovat. Fortifikace představuje tedy jakousi překážku mezi bránícími a útočícími, bránícím však poskytuje tu výhodu, že střílna ve zdi či zubatém cimbuří je pro bránící “otvorem” relativně dostatečným na vedení palby, pro útočící je však příliš malým cílem k jeho úspěšnému zasažení. Nejstarší fortifikační stavby, doložitelné archeologickými nálezy byly pouze takovouto lineární, případně kruhovou překážkou. Vzhledem k tomu, že tyto nejranější pevnostní stavby neměly prvky boční ochrany, museli být obránci rozestaveni rovnoměrně v celé délce, protože taková fortifikace byla bránitelná pouze čelně. Obránci museli být na tom místě, na které byl směřován útok a ne vždy měli potřebný přehled o tom, co se děje na jiném místě. Prvním zdokonalením této nejjednodušší fortifikace je její doplnění prvky boční obrany. Prvek boční obrany představuje místo, resp. místa, ve kterých z lineární fortifikace vystupuje opevněné místo, ze kterého je možno ohrožovat na pevnost dotírajícího nepřítele boční palbou. Tímto vpřed vystupujícím místem obranné stavby jsou věže nebo bašty, a takřka všechny starověké pevnostní stavby jsou již těmito prvky vybaveny. V 15. a 16. století začíná epocha tzv. bastionového opevnění, které představuje pouze dokonale rozvinutou a propracovanou koncepci prvků boční obrany. Rychlým vývojem zbraní a to především dělostřelectva je však i bastionová pevnost poměrně rychle překonána, a nastupuje období do hloubky členěných rozptýlených pevností, vytvářejících soustavné obranné linie. Podle tohoto vzoru byla stavěna jak Maginotova linie ve Francii, tak naše opevnění, stavěné před 2. světovou válkou. I doba účelnosti a účinnosti těchto obranných staveb velmi rychle minula (někdy dokonce ještě před jejich dobudováním). Rozvoj letectva a raketových zbraní přinesl zcela nové způsoby vedení ozbrojeného konfliktu, při kterém přestává hrát rozhodující roli kdysi základní pojem války - fronta. Obrannými stavbami současnosti jsou proto jednak stálé kryty pro civilní obyvatelstvo a stavby, poskytující bezpečný úkryt nejvyšším orgánům státu a velení vojsk, a dále poskytující ochranu obvykle

171

rozptýleným bojovým prostředkům, balistickým raketám, atp. Význam klasických fortifikačních staveb je tedy v současné éře zbraní hromadného ničení a v podmínkách převážně mobilního vedení války výrazně posunut. Kryty se stávají méně záležitostí architektury a stavitelství a spíše se stávají polem pro aplikaci speciálních materiálů. Obrana se rovněž přenáší na jiné úrovně - jednak do kosmu, a dále druhá linie vede k posílení vývoje a aplikace dlouhou dobu opuštěných prvků. Neprůstřelné vesty a odolné pancíře bojových vozidel jsou jakýmisi “hradbami” současné pohyblivé války. Pevnostní stavitelství má tedy své napínavé dějiny, dané právě tím, že často poměrně jednoduché zdokonalení bojových prostředků učiní z velmi propracované obranné stavby bezcennou skutečnost. Proto prošlo pevnostní stavitelství několika krizemi, ve kterých bylo nutno nalézt jeho novou podobu i místo v rámci nově pojatých strategických koncepcí. Z hlediska dějin techniky je důležité i to, že pevnostní stavitelství ovlivňovalo do značné míry i urbanistická řešení měst, a pozůstatky hradebních linií jsou na půdorysu mnohých měst dosud patrny. Ve Vídni je to například okruh, zvaný Gürtel, v Brémách je místo po hradbách dokonale parkově upraveno. Hradby měst vytvářely namnoze i jejich zvláštní prostředí a jistou intimní atmosféru, spolupůsobící při formování sebevědomí měšťanů. Z hlediska pevnostního stavitelství jsou tedy především důležité a zajímavé kapitoly, zaměřené na velké obranné stavby starověkých kultur, obranné stavby středověku a zejména obranné stavitelství bastionové. Betonové obranné stavitelství 20. století i fáze současná představují látku, které si všimneme spíše pro úplnost. Fortifikační stavby bez prvků boční obrany Prvky boční obrany postrádající pevnostní stavby se obvykle objevují na rekonstruovaných obrazech a modelech opevněných sídel z doby doznívající rodové společnosti a počátku větších útvarů, raných forem státu. Jsou to obvykle dřevozemní opevnění, vytvořená kombinací zemních příkopů, valů a dřevěných palisád. I v těchto stavbách se však objevuje prvek, který je počátkem oné další, rozvinutější fáze. Je to brána, poměrně náročný prvek, na který byla kladeny zvláštní nároky. Brána do opevněného prostoru představovala vždy zeslabené místo. Toto zeslabení, dané nutností průchodu či průjezdu bylo obvykle kompenzováno tím, že brána byla umístěna ve “věži”. Oproti ostatním částem hradeb zde vzniklo vyvýšené místo, na kterém se objevovaly budoucí prvky rozvinutějšího pevnostního stavitelství nejprve. Průřez tímto dřevozemním opevněním se ve svých základních prvcích obvykle příliš nelišil. Příkop s nástrahami, případně vodní příkop, vytvářel onu “distanční” složku. Násep a dřevěná palisáda byly zároveň krytem obránců. Za touto obrannou linií bylo nutno udržovat volný prostor pro nezbytnou nutnost rychlého přesouvání obránců na ohrožená místa. Přehled o situaci za palisádou byl získáván z příhodného místa, které nemuselo být součástí fortifikace - např. vyvýšené místo uvnitř hradiště. Poměrně dobře zdokumentovanou stavbou bez prvků boční obrany je římský vojenský tábor. Tato standardizovaná obranná stavba leží na pomezí mezi polními a stálými obrannými stavbami.

Obranné stavby s prvky boční obrany Počátek budování dokonalejších obranných staveb, než jakými je pouhý val s palisádou, začíná již nedlouho po první agrární revoluci, kdy se na určitých příhodných místech, většinou v údolích velkých řek, začínají usazovat lidé, neživící se již sběrem a lovem, nýbrž zemědělstvím. Zemědělství s sebou nese několik “technologických imperativů”, které musí člověk poslechnout, má-li mít jeho počínání úspěch a smysl. Zemědělec musí v rámci obrany

172

své existence bránit nejen svůj život, ale i svou úrodu. Právě ta je totiž nejen lákadlem, ale i cílem kořistných nájezdů. Zemědělec tedy nemůže v případě ohrožení opustit své bydliště, které je i jeho ekonomickou základnou. Záhy se jeví jako nedostatečná nejen individuální, ale i miliční obrana, při které je branná síla svolána a zorganizována dle potřeby ze samotných obyvatel, tedy vesměs zemědělců. Zemědělství jako způsob obživy vede k vzniku větších celků, schopných vydržovat stálou armádu. Opevnění sídel je součástí nezbytných obranných opatření. Základní výrobní prostředek - půdu - sice hradbami obehnat nelze, avšak do hradeb města, ve kterém jsou také zásoby, se může v případě nebezpečí uchýlit obyvatelstvo z okolí města. Nejstarším opevněným městem je Jericho, jehož základy sahají do 8. Tisíciletí př.n.l. Největší opevnění starověku, počítané někdy i k divům světa, měl Babylon. Základním prvkem všech hradebních soustav byly hradby s věžemi, doplněné "distančním" prvkem v podobě příkopu. Zdi hradeb byly v nejstarších dobách z hlíny a nepálených cihel, postupně i z cihel pálených, případně z kamene. I nepálené cihly však nelze považovat za materiál podřadné kvality - římské nepálené cihly, používané v pevnostním stavitelství, se pod úřední kontrolou sušily 3 - 5 let. V oblastech se nedostatkem kamene se velmi záhy objevila snaha dodat cihlám kvalitu kamene, čehož se dosahovalo jejich vypálením. Vypálená cihla byla považována za natolik pozoruhodnou skutečnost, že bývala opatřována otiskem palce razítkem či jinou značkou výrobce. Kámen byl nejprve používán v neopracované podobě, jak byly potřebné kameny kde nalezeny, později se již používal kámen lomový. Rozměry i kubatura kamenných bloků byla různá, od decimetrových až po vpravdě "kyklopské" kvádry o rozměrech až 2 x 3 x 1 m, Jako pojiva cihel se v Mezopotámii používal asfalt, jinde hlína, vápenná malta i cement. Kameny byly často kladeny na sucho, případně byly bloky spojovány kovovými sponami. Dřevo je materiálem, který je v pevnostním stavitelství rovněž bohatě využíván. Dřevem se vyplňuje i prostor mezi vnější a vnitřní lící hradebních zdí, dřevěné pažení bylo oporou zemního valu před jeho obestavením vnějšími zdmi. Taková je obvyklá konstrukce velkolepých hradebních zdí starověku, od velké čínské zdi až po hradby mezopotámských měst - lícové zdi obklopují hliněné jádro. Starověké hradby mívaly kolosální rozměry. Jejich výška se pohybovala od 10 do 30 m. Tloušťka u paty se pohybovala kolem dvou třetin výšky, v koruně byla rovna asi jedné třetině výšky. Hradba končila na svém vrcholu stěnou, silnou 50 až 150 cm, vysokou až 2 m. Tato zeď přerušovaná střílnami (cimbuří) bývala předsunuta před vnější líc hradby, a otvory v podlaze umožňovaly ohrožovat na hradby dotírajícího nepřítele shora. Boční obrana byla zajišťována výstupky na vybraných místech hradeb, a to tam, kde se stěna lomila. Tato rozšíření byla od sebe vzdálena dvojnásobek účinného dostřelu luku, tedy asi 300 m. Věž jako samostatně utvářený fortifikační objekt se objevuje koncem 2. Tisíciletí př.n.l. V půdorysu mívala věž obvykle kruhový nebo mnohoúhelníkový tvar. Věž byla o 50 - 100 % vyšší než hradba a byla předsunuta před vnější líc. To poskytovalo obráncům možnost z věže šikmo shora ostřelovat k věži přiléhající úseky hradeb a přístupy k nim. Příkop nebyl ve starověkém pevnostním stavitelství běžným prvkem. Pokud byl zbudován, a to buď jako suchý nebo vodní, míval šířku až 18 m a hloubku až 6 m. Hradb, věže a příkopy vytvářely ve starověkém městě logicky uspořádanou soustavu, které bylo zcela podřízeno celkové uspořádání města. Město mívalo nejčastěji půdorys kruhu nebo se kruhu blížil. Kruh, jak známo, při nejmenším obvodu obepíná největší plochu. Příkladem promyšlené a dokonalé městské pevnosti bylo Kartágo. Toto město, které mělo v dobách svého rozkvětu bezmála 3/4 milionu obyvatel bylo obehnáno trojím pásem pevnostní zdi. Vnější hliněný val měl kamenný líc a byl završen palisádou, střední hradba měla výšku 13 m a byla z kamene, doplněna po 150 - 200 m věžemi o výšce 18 m. Třetí, vnitřní a nejsilnější linie byla opět z kamene. V této zdi byly ubytovny vojska a stáje pro

173

koně a válečné slony. Krom funkce obranné plnila tato zeď též funkci kasáren a skladišť. Tři roky trvalo římským legiím, než toto město dobyli. Vedle opevnění, chránících města, existovaly ve starověkých kulturách i samostatné pevnosti a pevnostní stavby, chránící hranice států. Byly tvořeny, podobně jako u opevnění měst, kamennými hradbami nebo zemními valy, doplněnými věžemi a příkopy. Takové opevněné linie chránily východní i západní hranici starověkého Egypta, severní hranici Persie, severní hranici Číny a severní a východní pomezí římské říše. Hadrianův val byl vybudován jako kamenná hradba, vysoká 3,6 a široká 2,7 m. Jeho délka činí 120 km a jejím posláním byla ochrana římské provincie Britanie před ohrožením ze strany Skotů a Piktů. Limes germanicus byl postaven mezi Rýnem a Dunajem, byl to zemní val s kamennou vnější lícovou stěnou. Byl navíc chráněn příkopem a zesílen kamennými baštami a dřevěnou palisádou. Ve věžích byly ubytovány stálé římské posádky, další vojsko bylo v táborech, rozmístěných za valem do hloubky asi 50 km. Podobně byl zbudován i Val Traianův, chránící v dnešní Moldávii východní římskou hranici. Největší pevnostní stavbou starověku, a patrně celých lidských dějin, je Velká čínská zeď. Její stavba byla započata za Prvního císaře Čhinů kolem r. 214 př.n.l. a dokončena v 16. století. Chránila zemědělské oblasti Číny před nájezdy mongolských kočovníků ze severu. Její celková délka je kolem 2500 km, probíhá ve všech typech terénu od bažinatého pobřeží až po horstvo. Je tvořena dvěma lícními stěnami vysokými až 16 m, vyplněnými kamenem a zeminou. Zeď dosahuje šířky 8 m u paty a na vrcholu, kde je vozovka, až 5 m. V pravidelných odstupech je zesilována kamennými věžemi.

Středověké hradby a opevněná sídla

Středověké obranné stavitelství má svůj úkol ulehčen tím, že v této době nenastaly žádné rozhodující inovace válečné techniky, naopak, vzhledem k vrcholům starověku a antiky znamená přinejmenším stagnaci. Opevňovací stavby představují tedy nanejvýše tvůrčí adaptaci antických hradeb, věží a příkopů. V raném středověku je základním materiálem dřevo. Zeď byla vlastně trámovým bedněním, naplněným kameny a hlínou, povrchu potažených mazanicí nebo kůžemi. Teprve od 10. Století se začínají objevovat stavby kamenné, a to nejprve především z pískovce a opuky, teprve později ze žuly a jiných druhů kamene. Od 12. Století se pak začínají používat i cihly. Jako pojivo se používá vápenná malta. Hradbu představovala obvykle stěna o výšce 8 až 15 m a šířce 3 až 4 m, zakončená nahoře cimbuřím. Na vrcholu hradby, který byl rozhodujícím místem jak z hlediska obránců, tak dobyvatelů, byla obvykle na krakorcích krytá galerie. Ta běžela podél vnitřní strany hradby, umožňovala pohyb obránců. Vrchol hradeb vybíhal na vnější straně do tzv. podsebití, což byla též dřevěná chodba s otvory v podlaze. Místo podsebití se někdy stavěly zděné arkýře, umístěné v pravidelných rozestupech a rovněž s otvorem v podlaze. Jak podsebití tak arkýř umožňoval obranu samotné paty hradeb. Otvory v podlaze byly na útočníky házeny kameny, lita roztavená smůla nebo vřelá voda. Původ podsebití i arkýřů je možno hledat ve východním obranném stavitelství, se kterým se Evropané seznámili při křížových výpravách. Hradby měly dvě až tři řady střílen v různých úrovních, z nichž bylo možno střílet z luků i kuší. Věže a bašty měly rozličný půdorys. Zpočátku byla stavěny ze dřeva, později z kamene nebo z cihel. Věže sloužily vedle obrany i jako pozorovatelny a sloužily k signalizaci. Často byly budovány tak, aby byly schopny samostatné obrany i tehdy, kdy by přilehlé úseky hradeb již obsazeny nepřítelem. Věže byly umístěny buď v linii hradeb, nebo v místech, kde se hradba lomila. I zda byla vzdálenost věží obvykle dvojnásobkem účinného dostřelu samostřílu. Jejich výška byla nejčastěji vzhledem k výšce hradeb dvojnásobná. Věže, mající několik pater propojených žebříky nebo schodištěm, sloužily zároveň jako sklady potravin,

174

zbrojnice a ubytovna posádky. Vrcholy bašt a věží byly zakončeny cimbuřím, pokud byla věž kryta střechou, měla velký s klon a byla z nehořlavého materiálu. Případná střešní konstrukce bývala rozebiratelná, aby mohl vrchol věže sloužit k obraně a signalizaci, případně i pro umístění metacího stroje. I věž byla opatřena podsebitím nebo arkýři a střílnami v několika patrech. Mnohá pevnostní sídla, hrady, byly vybaveny ústředním prvkem obrany, kterým byla hlavní neboli útočištná věž. Nazývala se citadela, donjon nebo bergfrid. Výška tohoto ústředního obranného stavitelského díla dosahovala 20 - 50 m, zdi byly několik metrů silné. Půdorys měla kruhový, čtvercový nebo polygonální, leckdy se směrem k vrcholu zužovala. Tato věž někdy sloužila i jako vězení, byla tam však především skladiště, místnost k uchovávání cenností a pokladu a obytné místnosti. Schodiště, spojující jednotlivá patra, bylo nejčastěji ve zdi. Sama konstrukce schodiště byla promyšlena s ohledem na obranu před nepřítelem, a to již svým malým profilem, nutícím často jít se sehnutou hlavou a neumožňující útočníku použít meč, držený obvykle v pravé ruce. I tato věž byla opatřena arkýři a dalšími obrannými prvky. Důležitou částí hradu byla brána. Zde byla vytvořeno několik překážek, které mohly být dle potřeby rychle postaveny do cesty nebo uvolněny. Byl to především padací most přes hradní příkop, padací mříž v profilu brány a masivní vrata. Brána byla navíc chráněna visutými arkýři, baštami anebo mohutnou fortifikační stavbou, zvanou barbakán. Barbakán tvořila jedna nebo dvě bašty, vysunuté několik desítek metrů před bránu. Cesta k bráně byla i zde záměrně úzká a vedená tak, aby jezdec či pěší měl k obráncům obrácen pravý, štítem nekrytý bok. Celkový charakter středověkých pevnostních staveb, hradů, se vyvíjel, a zvlášť mnoho nových prvků se objevilo po křížových výpravách. Ne bezvýznamným fortifikačním prvkem bylo často samo místo, na kterém byl hrad postaven - byly to vrcholy kopců a skalnaté ostrohy. Vedle těchto výšinných hradů byly ovšem i hrady nížinné, které byly obvykle rozsáhlejší a měly pravidelnější půdorys a byly celkově robustnější. Zde se často používal obranný prvek vodní příkop, do kterého byla svedena voda z vodního toku nebo močálu. K obrannému systému hradu patřila samozřejmě studna, a stejně tak i systém chodeb, ústících mimo hrad, a to nejlépe v takové vzdálenosti, aby se východ nacházel za linií obležení. Fortifikací nebyly ve středověku vybaveny pouze hrady, nýbrž stejně tak i města. Půdorys hradeb byl kruhový, oválný, čtvercový nebo nepravidelný, a to v závislosti na konkrétních přírodních podmínkách. Hradby i brány byly vybaveny stejnými obrannými prvky jako opevnění hradů - arkýře, barbakány a dalšími. Jisté rysy pevnostní stavby měly ovšem i samotné domy ve středověkém městě. Byly to jak silné zdi, tak malá úzká okna, arkýře a těžká vrata. Rovněž chrámy a kostely byly nejen stavbami sakrálními, nýbrž i pevnostními. Samo slovo kostel pochází z castellum, což znamená pevnost, citadela. Pevnostní funkce a podoba radnice, kde byl městský poklad, zbrojnice městské posádky, archiv a další, bývá dodnes patrna. Městskou posádku tvořila z velké části domobrana, organizovaná jednotlivými cechy. Ty měly přiděleny jednotlivé úseky hradeb a sektory města. K opevněným sídlům středověku je nutno přičíst i opevněné kláštery. Pospolité řeholní řády, zejména benediktini, cisterciáci a dominikáni, zakládali v Evropě své kláštery již od konce 6. století. Opevnění těchto sídel bylo vynuceno jak relativním bohatstvím těchto mnišských pospolitostí, lákajícím k loupeži, tak někdy i nepřátelským postojem místního obyvatelstva. V klášterech hrály roli citadely věže chrámu. Chrámová věž sahá tedy svým původem spíše do stavitelství pevnostního než sakrálního. Bastionové opevnění

175

Úvodní kapitolou k nejslavnějšímu dějství pevnostního stavitelství je velká krize tohoto odvětví, vyvolaná nástupem střelných zbraní. Krize nezačala bezprostředně poté, kdy se střelné zbraně objevily - luk byl ještě dlouho stejně účinný a leckdy i přesnější než puška. Prvním konfliktem, který již ukázal nepoměr mezi dosavadní podobou opevnění a možnostmi dělostřelby bylo francouzské tažení do Itálie v létech 1484 - 1493. Francouzské dělostřelectvo zde použilo bronzová děla, střílející železnými koulemi o váze asi 10 - 23 kg. Tím dokázali Francouzi doslova pustošit italské hrady a městská opevnění. Bezmála čtyři tisíciletí dostačující koncepce hradeb se stala náhle bezcennou a byl postaven otazník nad celým pevnostním stavitelstvím. Nedostatečné respektování již dlouho patrného vývoje dělostřelectva bylo zaviněno zjevným tradicionalismem stavitelů, kteří obvykle natolik sdíleli myšlení všech odpůrců střelných zbraní, že se ani nepokusili hledat způsob, jak by jejich střelbě bylo možno čelit. Střelné zbraně byly katolickou církví proklety, protože neodpovídaly středověkému pojetí spravedlivé války, žádajícímu rovnost zbraní na obou stranách, stejně tak, jako neodpovídaly pravidlům rytířského boje, "tváří v tvář". Vývoj a užití nových typů zbraní však takové postoje nezastavily ani tehdy ani později. Zde zůstala pouze ona bezradnost stavitelů hradeb, které nebyly nic platny. Bezradnost však nebyla zcela obecná - našlo se několik pevnostních odborníků, kteří si troufali tento vývoj předvídat a snažili se mu přizpůsobit. Tito odborníci si jednak uvědomili, že výška hradeb není v této nové situaci takovou výhodou, jakou byla dosud - vysoké hradby se podstatně snáze boří. Pochopili i to, že dělostřelectvo je nejen jejich nepřítelem, nýbrž i spojencem. Dělostřelectvo umístěné na hradbách podstatně zvyšuje jejich efektivnost. Odtud již vedla cesta k řešení otázky zodolnění hradeb proti používané munici a hledání optimálního rozmístění děl na pevnostním celku. Hledání způsobu zvýšení odolnosti staveb se ubíralo několika cestami - jedna vedla k zesílení zdí hradeb a bašt, druhá spočívala v zpevnění zemními násypy a třetí se uskutečnila snížením jejich výšky. Jako perspektivní se ukázala být kombinace snížení hradeb a jejich současné zpevnění zemními náspy. Takto koncipované fortifikace umožňovala i rozmístění pevnostního dělostřelectva. To bylo dalším problémem - na stávající hradby nebylo možno dělostřelectvo umístit. Proto byly těžké "bombardy" umísťovány buď do jednotlivých pater či na koruny bašt. Otřesy, vznikající při výstřelu, však působily na zdivo vysokých bašt velmi destruktivně. Lze říci, že dělostřelba škodila vlastní obranné stavbě přinejmenším stejně citelně, jako nepřítel. Proto byly bašty snižovány a jejich prostory zasypávány. Ani tím nebyl problém vyřešen - na vrcholu bašty nebylo dost místa pro obsluhu, ani pro umístění střeliva. Proto se postupně myšlenka umísťovat dělostřelectvo na baštách opustila, a jeho nové místo bylo nalezeno za hradbami, a to na dřevěné stavbě nebo náspu o málo vyšším než hradby. Bašta vyplněná zeminou a zemní násyp, zvaný terion, je spojnicí středověkého a novověkého pevnostního stavitelství. Nová koncepce pevnostního stavitelství se zrodila v Itálii, tedy tam, kde bylo nejprve shledána nedostatečnost středověkých způsobů opevnění. Staré hradby byly nahrazeny zemními valy, nazývanými kurtiny. Staré bašty se proměnily v mohutné, byť nižší bastiony, barbakány byly nahrazeny raveliny. Modernizací prošel i příkop a další pevnostní prvky, a tak povstal nový obranný komplex, novověká mnohoúhelníková pevnost. Bastion je mohutná obranná stavba, umístěná nejčastěji na nárožích mnohoúhelníkového půdorysu pevnosti jako pětiboký masiv. Je vybudován ze zemního náspu, lícovaného cihelnou zdí. Jednotlivé části bastionu dostaly své názvy - dvě přední sbíhající se stěny se nazývaly líce, dva boky navazovaly na kurtinu, do bastionu se vstupovalo hrdlem, pátou otevřenou "zadní" stranou tohoto celku. Dělostřelectvo bylo umístěno jak na horní plošině bastionu, tak v klenutých kasematech v jeho útrobách. Na vrcholu bastionu se pozdeji stavělo vyvýšené místo, svým půdorysem odpovídající zmenšenému bastionu - kavalír. Odtud bylo možno vést buď frontální palbu k postřelování předpolí, nebo boční palbu podél linie obvodu fortifikace,

176

tedy podél kurtin a příkopů. Kurtiny byly přímými spojeními bastionů, a tvořily je rovněž zemní valy. Kurtiny vytvářely rovněž strany pevnostního mnohoúhelníku. Bastiony i kurtiny byly chráněny mohutným širokým příkopem. Vnitřní zděná strana příkopu se nazývala eskarpa, vnější, rovněž zděná stěna nesla název kontreskarpa. Do pevnosti se obvykle vstupovalo branami v kurtinách, chráněných stejně jako ve středověku mříží. Čelní obranu před branami zajišťoval ravelin. Byla to pevnostní stavba trojúhelníkového půdorysu, umístěná v pevnosti před branou. Někdy se stavěly raveliny k obraně kurtin i tam, kde nebyla brána. Toto základní schéma novověké pevnostní stavby se dále velmi rychle vyvíjelo. Zdokonalování spočívalo jednak v nových fortifikačních prvcích, předsunovaných stále dále od pevnosti do jejího předpolí. Došlo k výraznému větvení různých škol a koncepcí, z čehož povstávaly i výrazné rozdíly v podobě jednotlivých pevnostních staveb. Celý složitý vývoj je možno přibližně shrnout do třech stavitelských směrů, které dostaly následující názvy : bastionový, klešťový a polygonální. Bastionová fortifikační škola je charakterizována stavbou pětibokých masivů zemních valů, spojovaných rovnými úseky, kurtinami. Jak již bylo zmíněno, tento směr pevnostního stavitelství se zrodil v Itálii a prvním stavitelem tohoto typu pevnosti byl malíř, sochař a architekt Michele Sanmicheli, který ve Veroně postavil roku 1527 dva první bastiony. Odtud se tato koncepce rozšířila takřka do celé Evropy, a její éra trvala až do konce 19. Století. V počátečním období svírala čela bastionu poměrně tupý úhel, kurtiny byly dlouhé až 500 m. tato vzdálenost neumožňovala vzájemnou obranu bastionů, a proto byly v polovině délky kurtiny budovány malé bastiony, zvané piatta forma. Raveliny se k obraně kurtiny tehdy ještě nepoužívaly. Příkop, obklopující bastiony a kurtiny byl široký 24 - 30 m a jeho eskarpu tvořily samy stěny kurtin a bastionů. Před kontreskarpou byl zemní val s mírným sklonem směrem do předpolí, tento prvek se nazýval glacis. Bastiony a kurtiny byla vysoké až 9 m, kontreskarpa až 7 m. dalším vývojem se úhel špice bastionu zostřoval, kurtiny a bastiony převyšují kontreskarpu na protilehlé straně příkopu až o 3 - 5 m. K ochraně dělostřelectva se na bastionech a někdy i na kurtinách budovaly kavalíry. Glacis se v této novoitalské škole posunula od kontreskarpy o 8 - 10 m, což umožnilo vybudování tzv skryté cesty. Tato zemním valem krytá komunikace umožňovala obráncům výpady i ústupy, k čemuž sloužilo i shromaždiště. Komunikace, někdy z jedné strany chráněná valem a vedoucí přes příkop se nazývá kaponiéra. Krytá cesta vytvářela určitou předsunutou linii obrany pevnosti. V této škole se také zavádí v příkopu v úrovni poloviny délky kurtiny původně půlměsícová a posléze trojúhelníková stavba (zemní val), ravelin. Koncepce této školy se rozšířila do Francie, Nizozemí a Německa, kde byla přizpůsobena místním podmínkám. Nizozemské pevnostní stavitelství je charakteristické svou jednoduchostí. Stavby byly téměř výlučně ze zeminy bez obezdívání, bastiony neměly úkryty ani kasematy. V příkopu byly vedle ravelinů i další prvky, podobné ravelinům, které byly umísťovány před hrot bastionu. Francouzské pevností stavitelství představuje vrchol bastionového pevnostního stavitelství. Největšího rozmachu zde dosáhlo ve druhé polovině 17. A první polovině 18. Století. Nejvýznamnějším stavitelem, se kterým je spojen tento vrchol daného oboru stavitelství, je Sébastien Le Prestre de Vauban. Je to legendární vojenský inženýr, který během své pětapadesátileté vojenské dráhy dosáhl hodnosti maršála Francie, účastnil se 80 bitev a v 50 případech se podílel na dobývání pevností. Pod jeho vedením bylo postaveno 30 nových pevností a několik set jich bylo podle jeho návrhů přebudováno. Sám ovšem žádný nový prvek nevynalezl a nezavedl, dokázal pouze mistrně uplatnit to, co bylo známo. Další Vaubanovou předností bylo to, že se dogmaticky nedržel geometrické šablony a dokázal využít místní podmínky. Rozměry i vzájemné postavení odvozoval z povahy terénu. Tímto

177

sepětím dosahoval velké bojové a obranné hodnoty svých staveb. Jeho zásady je možno stručně shrnout takto. úhel čel bastionu menší než 90 s boky kolmými ke kurtině značné rozměry bastionů, umožňující umístění děl, pěchoty a stavbu kavalírů v hrdle bastionu další palebné postavení pro dělostřeleckou baterii délka kurtiny do 300 m bastiony a kurtiny ne vyšší než 11 m od dna příkopu příkop široký 24 - 32 m eskarpa i kontreskarpa z cihelného zdiva tloušťky 150 a 120 cm v příkopu před kurtinami tzv. klešťové stavby vstupní brána chráněna dvojitou kaponiérou

Vauban se ovšem věnoval nejen stavbě pevností, nýbrž ještě více jejich dobývání. Jeho pravidlo bylo při této činnosti jednoduché: "Čím více prachu vypálíme, tím méně krve prolijeme". Pevnosti byly dobývány především pomocí podzemních chodeb, na jejichž konci byla, pod bastionem, kurtinou nebo ravelinem, "minérská komora". Ta byla naplněna soudky se střelným prachem, a obléhatele odpálením této nálože uvolnili průchod v pevnostním systému, do kterého se pak soustředil útok. Francouzská vojska byla i díky tomuto odborníku v dobývání pevností tak zdatná, že ve válkách tohoto typu procházela nepřátelským územím, bráněným pevnostmi, jako nůž máslem.

Škola klešťového a polygonálního půdorysu

Opevnění tzv. klešťového půdorysu se vyvíjelo téměř současně s bastionovým, avšak dlouho bylo v jeho stínu. Vyvíjel se více v Rusku a Německu. Jeho základním prvkem byly kurtiny, budované jako zemní valy a lomené v úhlech 90 až 120 . Pevnost měla pak pravidelný hvězdicový tvar, tvořený někdy dvěmi liniemi kurtin. Na valech kurtin mělo své postavení dělostřelectvo. Teoreticky byl tento způsob opevnění zpracován francouzským vojenským inženýrem Marcem René Montalembertem, jehož základní dílo k tomuto systému vyšlo roku 1787. Tentýž pevnostní stavitel je i autorem koncepce polygonálního systému. Ten se však ve Francii ujal teprve po porážce ve válce s Německem r. 1870. I u polygonálního systému byla hlavním prvkem kurtina, a to značné délky, až 800 m. Kurtiny byly vybaveny kasematními kaponiérami, budovanými v polovině jejich délky na dně příkopu u paty kurtiny. Děla v nich umístěná chránila příkop přiléhající ke kurtině, děla na valech kurtin vedla palbu na předpolí pevnosti. Valy kurtin polygonálního pevnostního systému byly vysoké 5 až 6 m, v základně byly široké 10 až 12 m. Příkopy byly hluboké do 4 m a široké 10 až 40 m. Eskarpy a kontreskarpy nebyly vyzděny, pouze před valem hlavní kurtiny byla vybudována cihelná zeď se střílnami. Klešťový půdorys s děly ve svahu kurtin , stejně tak jako kasematní kaponiéry v polygonálním systému značně znesnadňovaly dobytí příkopu. Skrytá děla obránců bylo velmi nesnadno zneškodnit. Na přelomu 18. a 19. století se hledaly prostředky proti Vaubanovu způsobu obléhání, a jeden z nich byl nalezen v tom, že se na předpolí pevností budovaly samostatné forty neboli tvrze. Jejich úkolem bylo oddálení obléhacího dělostřelectva od pevnosti a zpomalení postupu dobývání - pracný Vaubanův způsob musel být nyní uplatněn nikoliv pouze na vlastní pevnost, nýbrž na každý fort zvlášť. Forty byly miniaturními pevnostmi, bastionového nebo klešťového typu, později i polygonálního. Byly to rovněž stavby ze zemních valů, chráněných příkopem. Tyto všechny pevnostní prvky byly uplatněny jak při opevňování měst, tak také bodů nebo prostor strategického významu.

178

Pevnost Brno

Pevnostní stavby na území Čech, Moravy a Slovenska by tvořily samostatnou kapitolu, která bude postupně doplňována. Pro přehled a příklad je možno stručně charakterizovat povahu opevnění našeho města, Brna. Kompletní fortifikací bylo Brno obepnuto ve druhé polovině 17. století. Měla půdorys poněkud nepravidelného osmiúhelníku, ze kterého vystupovalo 8 bastionů. Pevnostní val byl obehnán příkopem, na vnější straně příkopu byla krytá cesta s vnějšími fortifikačními objekty. Citadelou této pevnosti byl hrad Špilberk. Ten měl obdélníkový půdorys se 4 bastiony na nárožích, pátý bastion zesiloval obranu jižní fronty. Do opevněného města vedly celkem 4 brány - Brněnská, Veselá, Židovská a Měnínská. Fortifikační práce v Brně řídil maršál Raduit de Souces, tehdejší zemský generální velitel Moravy.

Krize barokního fortifikačního stavitelství

Popsané pevnostní stavby byly relativní obranou před dělostřeleckou municí v podobě kamenných nebo železných koulí. První předzvěstí výrazných inovací, umožněných průmyslovou revolucí, byl kartáčový náboj s časovanou roznětkou, vynalezený roku 1793 anglickým kapitánem H. Schrapnelem. K zásadnímu přelomu dochází ve 2. polovině 19. století. Je to rýhovaná hlaveň děla se závěrem, umožňujícím nabíjení děl zezadu. Zvyšování dostřelu dělostřelectva vyvolává nutnost změny koncepce opevnění, spočívající především ve zvětšování okruhu fortů, a tím i klesání významu tradičních pevnostních staveb, bezprostředně obklopujících vlastní bráněné místo. Zbytečnost hradeb v těchto nových podmínkách byla doplněna i novými typy trhavých granátů, kterým nebyly dosavadní hradby schopny odolávat. Novým materiálem zcela nové koncepce pevnostního stavitelství je železobeton, a to již patří další kapitole.

Slovníček pojmů z oboru pevnostního stavitelství

Arkýř - středověký prvek - zděný výstupek na vrcholu věže nebo hradeb, nahrazující jednodušší dřevěné podsebití. Arkýř měl otvor v podlaze, kterým bylo možno bránit patu zdi či věže střelbou, litím smůly nebo horké vody, shazováním kamenů atp. Turisté na hradech se mylně domnívají, že jde o kloset. Tato funkce by byla toliko druhotná.

Armování - cihelné nebo kamenné obezdění zemních valů a stěn příkopů

Banket - stupeň pro střelce z ručních zbraní, ze strany od nepřítele je chráněn předprsní

Barbakán - pevnostní objekt, chránící vchod do středověkého hradu nebo opevněného sídla. Tvoří ho jedna nebo dvě bašty, opatřené střílnami a arkýři, vysunuté několik desítek metrů před bránu. Barbakány novějšího typu byly mohutné polygonální stavby se střílnami pro menší děla.

Barbeta - dělostřelecké palebné postavení na vrcholu hradby nebo valu

Bastion - pevnostní prvek, tvořený dvěma lícemi, dvěma boky a otevřenou šíjí. Vystupuje z přímých valů -kurtin - obvykle v místech jejich lomení. Je obvykle tvořen zemním valem, armovaným cihelným nebo kamenným zdivem. Z bastionu bylo možno palbou bránit

179

sousední bastiony i přilehlé úseky kurtin. Uvnitř bastionu mohly být galerie a kasematy s děly, obrana povrchu bastionu mohla být posílena kavalírem.

Batardeau (batardó) příčný val nebo zeď, rozdělující příkopy na samostatně bránitelné úseky. Batardeau mohlo sloužit jako krytá klenutá chodba, umožňující bezpečný a skrytý přesun obránců do vnější části opevnění. V případě možnosti zaplavování příkopu vodou mohlo batardeau sloužit i jako hráz, umožňující zatopení pouze těch částí příkopu, který byl ohrožen.

Baterie - základní taktická jednotka dělostřelectva pod společným velením. V pevnostech byly baterie kasematové, umístěné v prostorách staveb a střílející střílnami, nebo otevřená, na bastionech nebo kurtinách, krytá předprsní.

Carnotova zeď - zeď se střílnami na dně příkopu, tvořící další linii obrany v polygonální pevnosti nebo fortech.

Cimbuří - zubaté zakončení zdi nebo věže, umožňující střelbu z luku a zároveň kryjící střelce. Po nástupu ručních střelných zbraní se mění v rovnou předprseň.

Citadela - samostatný opevněný prvek všech druhů pevností, umístěný obvykle uprostřed pevnosti. Je uzpůsobena pro kruhovou obranu, obsazena je stálou vojenskou posádkou. V případě pádu pevnosti byla posledním místem organizovaného odporu.

Eskarpa - vnitřní strana příkopu, tvořená buď pouhým zemním valem nebo armovaná zdí.

Esplanáda - předpolí pevnosti, podléhající vojenským předpisům. V tomto prostoru směly být stavěny pouze lehké a snadno odstranitelné stavby.

Fort - samostatný předsunutý pevnostní objekt, uzpůsobený pro kruhovou obranu, nespojený se sousedními objekty stálou linií opevnění. Sloužil k vykrytí prostoru, který nemohl být kryt palbou z pevnosti nebo uzavíral důležitou komunikaci.

Fresování - zahrocené dřevěné kůly vodorovně zasazené do stěny eskarpy. Znesnadňuje překonání příkopu.

Galerie - klenutá chodba v pevnosti, sloužící pro pohyb obránců. Může být opatřena střílnami.

Glacis - val za příkopem směrem od pevnosti, za krytou cestou. Svažuje se mírně směrem od pevnosti. Český název pro glacis je "koliště"

Gribeauvalova lafeta - pevnostní děla jsou charakteristická vysokou lafetou, umožňující palbu přes předprseň, mající výšku střelce. Polní i obléhací děla měla lafetu nižší.

Hlavní galerie - galerie v kontreskarpě, opatřená střílnami pro ruční zbraně na obranu příkopu.

Hrdlo - týlová část pevnostního prvku, je synonymem pojmu "šíje", zvláště je-li zúžené.

180

Kaponiéra - zemním valem krytá cesta napříč příkopem, umožňující chráněný pohyb obránců.

Kasematy - klenuté prostory v podzemních i nadzemních fortifikačních prvcích. Sloužily pro umístění dělostřelecké nebo pěchotní výzbroje, jako úkryty, sklady a ubytovny.

Kavalír - samostatný vyvýšený fortifikační prvek na bastionu, jehož líce a boky byly rovnoběžné s líci a boky bastionu. Kavalíry představovaly nejvyšší kóty pevnosti.

Kleště - dvě ramena hradebních linií, svírající spolu tupý úhel, aby se mohla palbou navzájem krýt. Byla to buď nižší hradba před kurtinou nebo samostatný prvek vysunutý do předpolí.

Konreskarpa - vnější strana příkopu, protějšek eskarpy. Rovněž mohla být armována zdí, ve které se mohla nalézat galerie

Korunní hradba - vnější obranný prvek z jednoho bastionu a dvou půlbastionů po stranách, spojených kurtinami. Používal se k ochraně předmostí.

Krytá cesta - cesta podél příkopu nad konreskarpou, krytá navýšeným glacis. Na okraji u glacis opatřena banketem, umožňující palbu z ručních zbraní do předpolí.

Kurtina - spojovací hradba mezi dvěma prvky opevnění, nejčastěji mezi bastiony.

Myší schůdky - schodiště v armování kontreskarpy, umožňující z příkopu vystoupit na krytou cestu.

Palisáda - hradba ze svisle do země zapuštěných zašpičatělých dřevěných kůlů. Samostatná překážka na konreskarpové stěně pevnosti.

Podsebití - po křížových výpravách zaváděný prvek obrany hradeb nebo věže - dřevěná lávka s otvory v podlaze na vnější straně hradeb nebo věže, umožňuje obranu paty hradeb. Postupně nahrazováno zděnými arkýři.

Poterna - průjezd pevnostním prvkem, sloužící k přesunu vojska z nitra pevnosti do příkopu nebo na vnější hradby.

Ravelin - pevnůstka s trojúhelníkovým či pětiúhelníkovým půdorysem, umístěná v příkopu, předsunutá před kurtinu nebo kleště.

Reduit - tříboká samostatná pevnůstka uvnitř ravelinu, obdoba kavalíru na bastionu.

Sapa - klikatý přibližovací zákop, sloužící ke skrytému pohybu obléhatelů směrem k pevnosti.

Sapér - ženista, voják, určený k výkopu sapy

Šancovní koš - proutěný válec naplněný zeminou k zesílení odolnosti polních opevnění

181

MODUL 8 ALCHYMIE A CHEMIE

Chemie a její cesty

I obor, který dnes nazýváme chemie, má své počátky v šerém dávnověku. Nevystupuje tam ovšem pod svým nynějším jménem a její předky a předchůdce je nutno hledat. Jedním jejím celkem bezejmenným předchůdcem je ona část lidské tvořivé aktivity, která využívá chemických reakcí, i když člověk nezná jejich podstatu. Jsou to postupy, založené na zkušenosti, případně obestřené magickými představami. O nich bude mluvit první kapitola Druhým předkem vznešené chemie je lidská snaha pochopit tajemství hmoty, a úměrně tomuto pochopení ho i využít. Je to alchymie. Člověk by mohl být v pokušení se domnívat, že v jedné linii jde o praxi, v druhé o teoriii. Tak tomu ovšem není - obě tyto linie se sice někde k sobě přibližují, a v něčem se snad i setkávají a doplňují, jejich metody, východiska a cíle jsou si však na hony vzdáleny. Tyto dvě linie jdou v dějinách vedle sebe - někdy se k sobě přibližují, jindy se vzdalují, ale v podstatě se nikdy nesetkají. Již kdesi v obou těchto proudech zvolna klíčí a sílí schopnost vědeckého pochopení tohoto oboru, a to v určitém místě nejen vytěsní alchymii, ale stane se také skutečnou teorií chemické praxe. Je to racionální chemie. Nelze uvést žádný jasný a jednoznačný okamžik, kdy tato reakce proběhla, jsou však kroky a milníky, které její vývoj provázejí a její vítězství oznamují. V těchto textech by měl být podán přehled hlavních kapitol vývoje chemie, a to ve všech třech stránkách jejího hledání a působení. Není to obraz nijak dokonalý a konečný, Jde o to, vědět jak člověk sbíral a kombinoval své poznání se svými spekulacemi, a docházel tak k závěrům, které měly nebo neměly oporu v realitě tohoto světa. V chemii více než kde jinde platí jeden postřeh německého vědce a aforistika Georga Christopha Lichtenberga: "Jeden prostořeký dánský princ prý prohlásil, že na světě je spousta věcí, o nichž není v našich učebnicích ani zmínky. Já bych mu však na oplátku odpověděl: V našich učebnicích je ale zato také popsána spousta věcí, které by marně hledal kdekoliv na světě." Empirické chemické postupy a technologie Chemické procesy kolem člověka.. Člověk byl kolem sebe již od počátku svých dějin svědkem efektních proměn mechanických, biologických povětrnostních a dalších. Některé upoutávaly jeho pozornost více, jiné méně. Některým porozuměl dříve, jiné byly dlouho tajemstvím. Některé přírodní děje dokázal napodobit nebo využít, s jinými si nevěděl rady. Paradoxně, nejvíce a nejdéle vzdoruje člověkouvu poznání sama jeho vlastní lidská duše a člověk vůbec, nejsnáze se pak chápou jevy mechanické, ve kterých může člověk děje vnímat zrakem i hmatem. Jevy chemické leží někde uprostřed, protož jakoby měly něco z obojího. Jsou to jevy smyslově patrné - potrava se stává nepoživatelnou, železo rezaví, oheň hoří a stravuje to, co je do něj vhozeno. Všechno to může člověk příslušnými smysly vnímat, nemůže však vidět, proč a jak se to děje. Je to mnohem záhadnější než jednoduchá mechanika páky nebo pěstního klínu. Nejvelkolepějším chemickým dějem, který prostupuje chemii na všech jejích cestách je oheň.

182

Oheň Velký díl chemických změn s tebou nese změny tepelné. Při některých chemických reakcích teplo vzniká, při jiných se teplo okolnímu prostředí odčerpává. Aby člověk mohl uskutečnit ty reakce, které teplo "spotřebovávají", musí nejprve poznat ony opačné. Největší z nich je právě oheň. Není divu, že je oheň a jeho kult uctíván u všech národů. Ohnivé oběti bohům ukazují, že to byl živel, stojící pro člověka velmi blízko k světu bohů. Věčný oheň, který v antickém Římě střežily panenské kněžky Vestálky byl symbolem bezpečí a trvání obce. Pro filosofa Herakleita z Efesu je oheň podstatou všeho dění. První použití ohně ve smyslu "chemickém" je patrně spojeno s úpravou potravin. V kouři obsažené látky v procesu uzení prostupovaly maso a dodávaly mu trvanlivost. Vykuřování bylo prostředkem k zahánění nemocí a nákaz. Desinfekčního účinku ohně se ostatně užívá dodnes, spálení škodlivé látky v ohni je nejjednodušším způsobem její likvidace. Sypání polí popelem bylo sice zdůvodněno magicky, avšak právě tak se půda obohacovala draselními solemi, podobně jako popel z kostí obohacoval fosforečnany. Získávání kovů z rud je procesem, ve kterém se uplatňuje teplo, ohněm získané, a by mohl proběhnout redukční proces odnímání kyslíku z kysličníků kovů, kterými rudy obvykle jsou. Právě objevení se krůpěje čistého kovu, výrazně se odlišujícího od nevzhledného kamene, bylo předmětem úžasu a základem magických spekulací o očistné moci ohně. Jednoduchých kovů bylo ve starověku známo 7: zlato, stříbro, měď, olovo, železo, cín a rtuť. Prvním kovem, který je získáván chemickým procesem z rud je měď. Surovinou zde byl malachit, zelený nerost, považovaný za polodrahokam, chemicky zásaditý uhličitan měďnatý. Mědi obsahuje asi 57%. Když malachit patrně náhodně přišel do styku s rozžhaveným hořícím dřevěným uhlím, vyloučila se měď což byl objev dalekosáhlého významu. Užívání železa zevšeobecnělo teprve koncem 2. tisíciletí ante., byť z hlediska chemicko-metalurgického je výroba železa z rud snazší než výroba mědi. K vytavení železa z krevele (oxid železitý) a hnědele (hydroxid železitý) stačí teplota kolem 700°C, kdežto kyslíkaté měděné rudy potřebují ke své redukci teplotu 1100°C a mnohem dokonalejší technické zařízení. To vedlo dokonce některé archeology k domněnce, že prvotnost mědi je dána pouze tím, že železné předměty, snázeji vyrobitelné a tedy dříve používané, se vlivem koroze rozpadnou, zatímco měděné a bronzové doslova přetrvají věky. Ze slitin mědi byla známa ještě mosaz. Nebyla ovšem slévána z mědi a zinku, protože zinek nebyl znám. Při tehdejším způsobu dobývání kovů z rud se totiž zinek ztrácel v podobě kysličníku, který je za vyšších teplot těkavý. Mosaz mohli proto obdržet pouze z nerostu aurichalcitu, což je podvojný uhličitan měďnato - zinečnatý. Tento nerost někdy provází rudy mědi. Aristoteles mluví o mosazi jako o "kovu mosinoickém" (odtud "mosaz"), a uvádí, že v Indii dovedou tento kov tak vyleštit, že jej nelze rozeznat od zlata. Je to zároveň závažné filosofické memento - vyleštěná mosaz je "zlatější" než surové a nezušlechtěné zlato. Chemicky zajímavým kovem byla již ve starověku rtuť, vyráběná z rumělky (červené modifikace sulfidu rtuťnantého). Již v Egyptě bylo známo, že rtuť rozpouští ostatní kovy, což umožňovalo získávat v hornině rozptýlené zlato amalgamací, to je rozpuštěním ve rtuti a jejím následným oddestilováním. Nutno zmínit ještě výskyt dalšího kovu, kterým je antimon. Úlomek vázy z čistého antimonu byl nalezen v Mezopotámii, jinak byla využívána pouze jeho ruda, leštěnec antimonový, jehož rozemletý jemný prášek se používal k černění obočí egyptských krasavic. Metalurgie přinášela člověku důležité chemické znalosti, ovšem takřka výhradně v rovině zkušenosti. Rozeznávání rud, prubířství, bylo důležitým oborem, kterému se ve svém díle obšírně věnuje i Georgius Agricola. Ve starověku byla ovšem tato umění výsadou kněží, kteří je využívali v laboratořích, zřízených při chrámech. Tyto laboratoře se příznačně nazývaly "komory tajemství", což již zakládá onu celou dlouhou tradici alchymistického tajnůstkářství

183

a záliby v tajemnu vůbec. Jistá tajemnost ovšem vyplývá i z toho, že u nich tato umění sloužila především k bohoslužebným účelům. O jejich umění svědčí dva zachovalé rukopisy, dle měst kde jsou nyní uloženy zvaných papyrus leydenský a papyrus stockholmský. Zde bývá hledán počátek pokusů o transmutaci kovů ve zlato, ovšem ne právem. V těchto technologických předpisech se výslovně mluví o napodobeninách zlata a drahých kamenů. Destilační procesy jsou jednou z prvních chemických technologií, na které se stává dále závislými mnoho dalších postupů. Suchá destilace dřeva, provozovaná v milířích, poskytovala člověku důležitou a mnohostranně použitelnou surovinu - dřevěné uhlí. Na dřevěném uhlí byly až do počátku novověku závislé všechny redukční procesy, tedy vlastně veškerá metalurgie.

Léčiva, desinfekce, konzervace Měly-ly by se sečítat zásluhy jednotlivých profesí o rozvoj chemie, pak medicina by byla jednou z nejvýznamnějších. Hippokratovská medicina, založená na představě zdraví jako rovnováhy a nemoci jako jejího porušení sahala přirozeně po látkách, které léčily svým biochemickým účinkem. I když i zde nebyla dlouho známa cesta, kterou to či ono léčivo potřebnou rovnováhu navozuje, právě zde se rodily základní chemické postupy a jednotlivé látky a drogy dostávaly své odpozorované charakteristiky a jména. Právě tato medicina se již ve starověku odlišovala od náboženských léčitelských procedur, u nichž je celý mechanismus léčby spíše psychoterapeutický. Odborné a kauzální lékařství, hledající příčiny nemoci, se vyvinulo nezávisle na lidovém i náboženském léčitelství, a jeho počátek je patrně možno hledat v Egyptě. O přípravě léků mluví zápisy z období 2000 ante. Dle těchto zpráv byly v chrámech zvláštní síně, kde se připravovaly léky, a to s pomocí laboratorního náčiní, jaké je v dokonalejší podobě používáno i dnes. Je například zachován postup přípravy černého očního líčidla - klejt neboli síran olovnatý byl rozpuštěn v octu, z vzniklého roztoku octanu olovnatého byl kamencem vysrážen nerozpustný síran olovnatý, ten byl odfiltrován, propláchnut vodou, vysušen a žíháním s dřevěným uhlím převeden v sirník. Právě egyptské pojetí léčiva bylo patrně rozšířeno i do Řecka a stalo se základem již zmíněné školy Hippokratovské. Hippokrates zpočátku zakládal své léčení na sedmi základních léčivech, avšak postupně jejich počet narostl až na 263. Původních sedm léčiv bylo vesměs rostlinného původu, další v menší míře i původu živočišného a minerálního. V hellénistické době se medicina a její chemické zázemí přestěhovala opět do Egypta, a to zejména do Alexandrie. Ta brzo proslula výrobou nejrůznějších léčiv, která byla k dostání po celém tehdejším světě pod různými fantastickými jmény. Byl to sport, kterému se věnovali i vysoce postavení lidé. Léčiva a kosmetické prostředky ovšem do jisté míry splývaly v jedno. I když tím pověst mediciny dosti utpěla, technika laboratorní práce se dostala na vyšší úroveň. Zdokonalilo se chemické nářadí, i metody měření a vážení. Objevily se postupy zahřívání ve vodní lázni, čištění látek sublimací, a patrně i přístroje destilační. Ty však nebyly vynalezeny v Alexandrii, nýbrž pocházejí z Východní Indie, a některé stopy vedou až do Číny, kde měl být destilací získáván kafr z dříví stromu kafrovníkového. V době římské se římští vznešení patriciové něčím tak malicherným jako je léčení nezabývali a obor se stal doménou otroků a propuštěnců. Ti se však soustředili na prostředky,

184

po nichž je trvalá poptávka - afrodiziaka, antikoncepcionalia a abortiva. Teprve později, v době císařské, se opět objevují skuteční lékaři, jako je Celsus, Dioskoridu Galen Andromachus. Od Neronova lékaře Andromacha pochází dodnes známý výraz "dryák", původně theriacum, univerzální lék ze 45 látek. Po rozpadu římské říše přešly lékařské i lékárnické vědomosti do rukou arabských lékařů, kde se dočkaly věhlasu a rozkvětu. Zvláště v době maurské vlády ve Španělsku byla tato věda nejen pěstována, ale přešla i do křesťanských klášterů. V této fázi se však často dostává medicina a farmacie do těsného sousedství alchymie, která je rovněž součástí přejatého arabského dědictví.

Barviva Jak již bylo zmíněno v kapitole o materiálech, barva a barevnost je optickým jevem, který souvisí s tím, které barvy ze spektra slunečního světla povrch tělesa pohlcuje a které odráží. Jde tedy v některém případě o optickou charakteristiku povrchu. Tak mnozí zástupci hmyzí říše, krásní svými zlatými a kovově zbarvenými krovkami tyto krásné barvy ztratí, když uhynou a jejich krovky vyschnou. Barevnost je však pro člověka a pro přírodu jedním z nejdůležitějších signálů. Barva předmětu umožňuje rozeznat hranice předmětu, má význam informační i psychologický. Barevnost předmětů ovlivňuje i chemii v lidském těle, určité barvy navozují neklid a aktivizují vyplavováním adrenalinu, jiné uklidňují. Ještě větší je symbolický význam barev v kontextu jednotlivých kultur. Proto jedním z prvních chemických procesů a úkonů, které člověk od počátků svých dějin zná a využívá, je chemie barviv. Zprvu jde o chemii ve velmi vzdáleném významu toho slova - jde o využití látek, vyznačujících se barevností, což jsou velmi často chemické sloučeniny kovů. Tyto látky neprodělávají žádnou proměnu, nevstupují do žádné reakce a žádnou reakci neovlivňují. Lze však říci, že právě jejich nedostatek, případně omezená škála jejich barev vede člověka k tomu, že se snaží barviva jednoduššími i složitějšími cestami uměle získat, a zde jde již o chemii. Zatímco tedy v začátcích stačila člověku křída či různě barevné okry, v krajním případě krev, již kultura starověkého Egypta je charakteristická svou barevností. Starověké kultury byly všeobecně mnohem barevnější, než je možno z dochovaných památek soudit. I řecké chrámy, dnes vnímané jako čistá krása kamenného tvaru, byly v době své slávy pomalovány tak barevně pestře, že by se to dnešnímu pozorovateli zdálo až nevkusné. O tom svvědčí nástěnné malby nalezené v Pompejích, a Vitruvius ve své encyklopedii technických znalostí antiky jmenuje tato barviva: okr, rudka, zelená hlinka, auripigment, realgar, běloba olověná, rumělka, saze, uhlí, horská modř a zeleň, lazurit, pálený okr, měděnka, karmín, košenila, indigo. I později žijící Pliniuus ve svém díle "Historia naturalis" jmenuje tato barviva, a podobně jako Vitruvius učí rozeznat falšované indigo a rumělku od pravých. O tom, že proces barvení nebyl vždy pouze jednoduchým nanášením barviva, nýbrž složitým procesem, vyžadujícím dlouhodobé zkušenosti, svědčí tento Pliniův popis barvení tkanin v Egyptě. Jak Plinius líčí, bílá tkanina byla nejprve valchována, a nebyla napouštěna barvivem, nýbrž látkou, která teprve poté barvivo nasála. V této fázi tedy není tedy žádná změna barvy patrna. Teprve tehdy, když se takto napuštěná látka ponoří do kotle s vařícím barvivem, a je za několik okamžiků obarvena. Plinius dále upozorňuje na pozoruhodnou skutečnost: ačkoliv je v barvícím kotli pouze jedno barvivo, je jím přesto možno obarvit látku na různé barvy. To záleží na tom, čím byla látka předtím napuštěna. Barvivo je to tak kvalitní, že získanou barvu nelze ani praním z látky odstranit. Oním barvivem je látka, získaná z kořene mořeny barvířské, barviva alizarin a purpurin, které dávají s různými mořidly, kterými se látka před barvením napouští, různé barvy. Jde tedy pouze o to, zda je toto napouštědlo hlinité, železité či jiné.

185

Dalším důležitým barvivem, které se ovšem objevuje v Evropě až v 18. století je modré indigo. Indigo bylo dováženo Holanďany z Indie, kde se vyrábělo tímto způsobem: Listy rostliny nazývané modřil neboli indigovník byly otrhány a naházeny do jámy a zality vodou. Působením bakterií žijících na listech nastalo kvašení, které bylo podporováno tím, že domorodci šlehali kvasící látku bambusovými tyčemi, aby ji okysličili. Z rostlinného pletiva se tak vylouhovala látka, která se dále enzymaticky rozštěpila na několik barvotvorných látek a cukr. Po jisté době se na dně jámy začaly usazovat namodralé chomáčky, a dále šlo již pouze o to, aby modré indigo bylo zbaveno příměsí jiných barev. To se dělo varem. K výrobě jednoho kg barviva bylo třeba 100 kg listů indigovníku. V této fázi to však ještě nebylo barvivo - takto získané indigo je ve vodě nerozpustné a nebylo možno jím barvit. K rozpustnosti dospělo indigo přidáním vápna a otrub. Vápno odebralo indigu kyslík a jeho místo zaujal vodík. Barvivo tím ovšem ztratilo i svou barvu. Takto přilnulo ke tkanině, a když bylo z lázně vytaženo, na vzduchu se opět na původní místo dostává kyslík ze vzduchu, indigo se stává indigem a tkanina zmodrala. Velký význam v barvířství měly soli mědi, chromu, železa nebo hliníku. Nejenže rovněž napomáhaly k tomu, aby barvivo přilnulo ke tkanině, ale dodávaly látce nejrůznější barevné odstíny, i když byly třeba samy nebarevné. Praktická část chemie, věnovaná barvířství, má své velké pokračování v období chemie racionální. Průmysl barev je jednou z největších odvětví chemického průmyslu, a bez barviv se neobejde prakticky žádný výrobek z jakéhokoliv oboru lidského tvoření.

Alchymie Alchymie představuje v dějinách chemie kapitolu, kterou nelze minout, kterou však také nelze vyčerpat. Je již otázkou, dle čeho ji hodnotit. Je její podstatou to, co chtěla, nebo to, čeho skutečně dosáhla? Jsou její leckdy bludné cesty přirozeným hledáním, nebo vědomým popíráním poznatelných zákonitostí? Přiblížila nebo oddálila svými předpoklady a závěry příchod vědecké racionální chemie? Na tyto otázky není jednoznačných odpovědí, protože alchymie v 2000 letech svého trvání prošla mnoha fázemi a podobami. Alchymii je možno soudit stejně jednostranně podle toho jejího proudu, který se vědomě podvodně věnoval "zlatodějství", jako na druhé straně podle těch, usilovali o poznání tajemství hmoty k tomu, aby přineslo praktický užitek a odlišnost jejich představ a pojmů od dnešní chemie je dána pouze nedostatečným poznáním. Tyto skutečnosti je nutno mít na mysli. Cokoliv je tedy řečeno o alchymii pravda zároveň je i není.

Původ alchymie O původu alchymie bývá vyslovováno několik domněnek. Nejspíše bude nejblíže skutečnosti předpoklad, že vznikla v prostředí kulturního synktetismu, kde se setkávaly filosofické a gnosticko-náboženské představy s určitými rozvinutými před-chemickými postupy a technologiemi. Tím místem byl v hellénistické době Egypt. Při studiu materiálů o počátcích alchymie je nutno počítat s tím, že mnohé jsou průmětem novějších představ do dávné minulosti, což je myšlenkový postup, obvyklý u nábožensko-spekulativních systémů. Ve spise řeckého historika Plutarcha, pojednávajícím o egyptských božstvech Isidě a Osiridovi se píše, že cham nebo chemi znamená Egypt. Tento název, znamenající "černý", měl být pojmem, který pro tuto tajemnou zemi používali egyptští kněží. Vedle tohoto výkladu jich existuje ještě několik, takže i zde je možno pouze konstatovat, že máme co činit s pojmem neznámého původu, nejspíše však řeckého. To odpovídá tomu, že původ této tajemné nauky je řecko - egyptský. Právě řecký podíl také nakonec opravňuje velkého historika alchymie, francouzského chemika Marcela Berthelota k tomu, aby nazval alchymii

186

filosofií proměn hmoty. Vzhledem k tomu, že z našeho hlediska není význam pojmu filosofie zcela jednoznačný, bylo by možno v souladu s Berthelotovými intencemi doplnit takto: Alchymie je spekulativní filosofie proměn hmoty.Toto upřesnění pomáhá lépe vyjádřit spekulativnost, tedy nikoliv racionální empiričnost, pokusem ověřovanou. Při zkoumání dějin a přínosu alchymie je nutno si rovněž uvědomit, že dnes vnímaná kurioznost alchymistických názorů nebyla ve starověku zdaleka tak vnímána. Svět byl například ve středověku chápán jako jeviště, na které mohly j jakéhosi propastně velkého "zákulisí" všech možných a myslitelných "prostor" věci a látky přicházet a opět tam mizet. Tak jako se v pohádkách objeví čert uprostřed místnosti, přivolán vyřčením kouzelné formule, otočením prstenu nebo jiným úkonem, tak se mohlo objevit v křivuli zlato, a pochopitelně případně opět beze stopy zmizet. Alchymie je založena na onom starověkém a středověkém světovém názoru, podle kterého je hmota pouze druhotnou a "odvozenou" skutečností, ovladatelnou z dominantní pozice supranaturálních kvalit, jako je idea, duch, logos, atp. Tuto apriorní tezi alchymie nevynalezla, nýbrž alchymie právě z ní vyrostla. Proto ji nelze posuzovat očima racionální chemie, která také nemá právo se za tuto svou přímou či nepřímou předchůdkyni stydět. Existuje dokonce jeden alchymistický předpoklad, jehož úplné opuštění je v racionální chemii velmi neblahé. Je to předpoklad, že výsledek alchymistova díla je závislý na jeho mravní kvalifikaci. Pro dnešního chemika je zcela absurdní představa, že by se dění ve zkumavce řídilo podle toho, zda člověk, držící ji v ruce je nebo není spravedlivý a jde či nejde-li mu o dobro. Finálně vzato však výsledky chemických reakcí onu "mravní kvalifikaci" s sebou a na sobě nesou. Za oběti chemicky syntetizované látky Zyklon B či Agent Orange je do jisté míry spoluzodpověden i chemik, který pozbyl smysl pro jeden z alchymistických předpokladů.

Filosofická východiska alchymie Každá solidní studie jakéhokoliv jevu nemůže obvykle začít jinde, než v zkoumání představ, jaké měly pradávné generace o světě, vesmíru, hmotě a životu. Je jedna myšlenka, která se v různých obměnách objevuje u všech starých kulturních národů. Je to představa, že všechny věci jsou složeny z několika základních elementů, kdy českým výrazem pro pojem element je nejspíše "živel". Tyto živly nejsou totiž "prvky" v našem dnešním slova smyslu. Myšlenka určitého počtu určitých živlů, ze kterých povstává všechno další je vlastní osnovou již ionské filosofie. Thales (652-548) považoval za tuto pralátku vodu, Anaximenes (585-525) vzduch, Xenofanes (570-470) zemi a Herakleitos (535-475) oheň. Empedokles (490-435) použil všechny čtyři a nazval je rhizómata, tj. kořeny. K těmto kořenům dodal ještě dvě principiální síly: lásku a svár. Láska vede k sdružování, svár k rozlučování. Za všemi změnami, včetně narození a smrti, není nic jiného než ono slučování a rozlučování. Čtyři živly odpovídají čtyřem stavům hmoty. Země představuje pevnost a sucho, voda reprezentuje tekutost, tavení a rozpouštění, vzduch zastupuje těkavost a plynný stav, oheň je výrazem jako nejjemnější fluidum výrazem světla, tepla a pohybu nejmenších částeček hmoty. Nejsou to tedy různé látky, nýbrž jakási čtyři "skupenství" prahmoty. Zde leží počátek toho obrazu hmoty, na kterém je alchymie postavena. O ostatní části celé stavby se postarali Platon (427 - 347) s Aristotelem (384 - 322). Platon se vyjadřoval v básnických obrazech, jinotajích a alegoriích. Již tato sama tajemná forma mluvy a vyjadřování byla alchymií přejata jako její vlastní. Tajné naukyalchymistů, které se na Platona odkazovaly, se ovšem výrazně lišily od jeho učení. Dle Platona odpovídají jednotlivým živlům různá geometricky pravidelná prostorová tělesa - toto učení alchymie nepřejala. Od Platona však pochází myšlenka, že živly jsou v neustálém koloběhu, a to oběma směry. Pralátka není pralátkou pouze ve smyslu nějaké starobylosti jako třeba "pravlast", nýbrž tak, že je možno z ní vytvořit vše. Pralátka je mateřským klínem všech věcí. Objevuje

187

se pro ni i název "matka", a ten používá i Paracelsus, i Goethe ve Faustovi. V Platonovi je ovšem obsažena ještě další důležitá a přejatá domněnka. V dialogu "Timaios" se píše, že k uskutečnění proměny je potřeba ještě něčeho "třetího". Z toho je vyvozena alchymistická nauka o kameni mudrců, který je oním nezbytným předpokladem transmutace. Aristoteles dopracoval Platonovo učení do podoby, která je již samým vlastním základem alchymie. Základ je nám již znám - vše hmotné sestává z nám známých čtyř živlů. Tyto čtyři živly jsou ovšem dle Aristotela seřazeny ve sférách, a to podle tíže. Země a voda tíhnou dolů, vzduch a oheň vzhůru. Všem je jim společná hmotná podstata, která je příčinou toho, že věci jsou hmota a nikoliv duch. Prahmota sama o sobě je beztvará, je to jakýsi podklad bez vlastností, a teprve přistoupením formy (eidos nebo morfé) je jí propůjčena nějaká konkrétní látková jsoucnost. Nejpodstatnější vlastnosti živlů lze vyjádřit dle Aristotela touto dvojicí protiv: teplo - studeno sucho - vlhko

Tyto protivné vlastnosti vytvářejí kombinace, které jsou, vzhledem k nemožnosti současné přítomnosti protiv, čtyři: teplo + sucho = oheň teplo + vlhko = vzduch vlhko + studeno = voda sucho + studeno = země

Na základě této spekulace je možno pokračovat dále: proměna živlů je možná tak, že při nezměněné (pra)látce se změní forma. Ta se změní tím, že se některá ze základních vlstností nahradí svou protivou. Voda je vlhká a studená, zahřátím se její studeno změní na teplo a vznikne živel teplý a vlhký, tedy vzduch. My se domníváme, že se voda vypařila, tedy proměnila v páru. Když se do plamene svíčky vloží studený předmět, oheň se ochladí a vznikne živel suchý a studený, což je země. Potvrzení toho viděl Aristoteles v sazích, které se usadí na vloženém studeném předmětu. Živly, smíšené v nejrůznějších poměrech, tvoří všechny věci, a díky proměnlivosti živlů se mohou proměňovat i věci. Platon předpokládal také možnost proměny, avšak pouze jako změnu uspořádání svých základních těles. Mělo to být tak, že se tělesa s více stěnami mění dle určitých poměrů v telesa s méně stěnami a naopak. Aristoteles šel podstatně dále - měl na mysli skutečnou proměnu kvality, tedy jakosti, a tím i vznik zcela nové látky. Alchymie zde navazuje na Aristotela, jehož příslib je mnohem větší. Krom oněch čtyř živlů, ze kterých jsou složeny všechny pozemské věci předpokládal Aristoteles ještě existenci živlu pátého (quitessence), což je pro něj jednoduchá, neproměnná, božská a nezničitelná látka, z níž jsou vytvořeny hvězdy. I toto "páté jsoucno" vstoupilo do alchymie, splynulo později významově s kamenem mudrců, oním "třetím", co je potřeba k proměně látky. Pro formování středověkého učení je důležité ještě další Aristotelovo spekulativní tvrzení. Jsoucno se podle něj dělí na možné a skutečné, potencionální a aktuální. Jelikož nic nemůže povstat z ničeho, je jakékoliv vznikání v podstatě přechodem tze stavu možnosti do stavu skutečnosti. V kusu kamene je potencionálně socha, sochař ji svým úsilím realizuje, aktualizuje. Všechny změny vznikají pohybem, přičemž každý pohyb má svou příčinu jednak v látce, jednak ve formě. Příčinu uskutečňování nazýval Aristoteles energia nebo entelecheia. Přechod od možného ke skutečnému, puzený entelecheí, si je možno představit jako jakousi všeobecnou a všudypřítomnou tendenci "vzestupného přetváření". Aristoteles dále pozoroval, že mnohé kovy při slévání mění barvu. Na tom založil spekulaci o možnosti nějakou baervící tinkturou povzbudit onu entlechei, a přivodit vzestup od možného k aktuálnímu, totiž od "obecného" kovu ke kovu vzácnému. Tato spekulace se

188

zakládala na představě, že entelecheia působí i v zemských hlubinách tak, že kovy "zrají" a šlo pak tedy pouze o to, tento proces zrání urychlit. Zde je jasně patrno, jak těsně souvisí alchymie se spekulativními, předvědeckými představami o povaze a stavbě hmoty. Alchymie však čerpala i z pozdějších proudů antického filosofického myšlení. Ze stoicismu byla přejata představa o organizující síle, skryté v úhelném pojmu Logos, ten má pronikat vesmír a dávat věcem řád a smysl. Odtud také vzala alchymie častou praktiku "formulí", které měly být při "díle" odříkávány. Tím měly tento logos zpřítomňovat a chování látky v křivuli v žádoucím smyslu ovlivňovat. Na tento Logos se nabalují další pojmy s příbuzným významem - éther, ferment, archaeus, duch života, životní síla, kámen mudrců. Filosofické směry novopythagoreismus a novoplatonismus přispěly pojmy semeion, což znamená semeno, naprostý počátek. Celé to vyústilo v onu celkem jednoduchou představu: stačí se dopracovat k čisté nedotčené prvotní látce a patřičným "logem" jako heslem ji proměnit v cokoliv, i v člověka. Jak již bylo řečeno, filosofickou výbavu dodalo alchymii Řecko, avšak ona sama se zrodila v Egyptě. Tam byl přítomen onen druhý nezbytný předpoklad, totiž technické, resp. chemické znalosti egyptských kněží. Třetí složkou, která se právě v Alexandrii s oněmi prvními dvěmi setkala byla východní, především maloasijská náboženství . Byl to tajemný kult boha Mithry, židovská kabbala, tedy číselná mystika, chaldejská astrologie a magie, a ovšem i gnosticismus a křesťanský mesianismus. To vše vytvořilo jedinečnou směs mystických a praktických prvků. Je to pozoruhodné setkání "theorie" (v tomto případě ovšem v původním významu slova - "božské zření") a praxe. K celkové atmosféře, za které se alchymie zrodila je možno přičíst ještě celkové ladění konce antiky s jeho viděními vzniku a zániku světa, velkého boje dobra se zlem a podobných olbřímích témat. Víry, spekulace, pověry, znalosti, teorie, to vše je v jednom kotli, za takřka absolutní nepřítomnosti jakékoliv kritiky. Tím se ovšem alchymie prohřešuje proti starému logickému pravidlu, velícímu vyvozovat ze skutečného možné a nikoliv z možného na skutečné. A právě na představě, že co je spekulativně možné, bude také reálně aktualizovatelné, spočívá jako na pilíři celá tato stavba.

První alchymisté a jejich spisy Právě v Alexandrii vznikly také spisy, o které se alchymie v zásadě opírá a ze kterých vychází v celé své existenci. Kolem roku 200 ante žil v Alexandrii Bolos Demokritos. Patřil k novopytagorejcům, kteří žili v komunitách, podobných pozdějším mnišským řádům. Zabývali se zemědělstvím a řemesly, avšak vedle toho sepisovali pojednání o praktických věcech, týkajících se zemědělství, kovolijectví, přípravě barviv a podobně. Psali však též mysticko-alegorické spisy o různých "tajných naukách". Později se tato společenstva rozšířila i do syrie a Palestiny, kde se jejich odnoží stala sekta Essenských, ke které patřil i Jan Křtitel. Bolos Demokritos napsal několik spiisů, ze kterých je z hlediska dějin alchymie nejdůležitější spis nazvaný Bafika. Je to "kniha o barvení", které je pochopeno velice široce. Je zde totiž i nejstarší návod, jak napodobit drahé kovy. Tímto spisem se stal Bolos na několik století uznávanou autoritou a spis kolem roku 100 ante přepsal Anaxialos. Právě z tohoto spisu také čerpají autoři již zmíněných rukopisů Leydenského i Stockholmského. Objevují se zde tři základní alchymistické myšlenky. Vedle již zmíněné myšlenky prahmoty, společné všem hmotným věcem je to myšlenka možnosti transmutace, proměny kovů, a dále myšlenka filosofické rtuti, o které dosud řeč nebyla. Představa filosofické rtuti (mercurius philosophorum) se zrodila ze starých orientálních astrologických nauk, spojujících kovy s planetami. O tomto spojení se zmiňuje i Platon. Konkrétní přiřazení určitého kovu ke každé planetě nebylo ještě dlouho definitivně ustáleno. Teprve Stefanos v 7. Stol. předkládá tuto definitivní formu: zlato - Slunce, stříbro - Měsíc, železo - Mars, měď - Venuše, cín - Jupiter, olovo - Saturn, rtuť - Merkur. V této skupině, kde počet známých kovů odpovídá

189

počtu astrologicky významných nebeských těles je právě rtuť prvkem "nejzajímavějším. Jak svou tekutostí, svými fyzikálními tak chemickými vlastnostmi se lišila od ostatních kovů i tekutin. Byla to tedy rtuť, která byla nejvážnější kandidátkou na ztotožnění s prahmotou. Pojem filosofická rtuť vyjadřuje přesvědčení, že skutečná pralátka je někde ve rtuti nebo jí velice blízko. Adjektivum "filosofický" znamená vždy ještě onu "quintessenci" dané látky. Veškeré alchymistické úsilí vychází z těchto třech předpokladů a ústí do několika hypotetických možností, které ovšem alchymisté chápou jako hotovou věc:1. Neušlechtilé kovy je možno proměňovat v ušlechtilé.2. Existuje preparát, působící tuto proměnu.3. Tento preparát je i univerzálním lékem, uzdravující všechny nemoci, případně dokonce

zahánějící smrt. Již v samých počátcích alchymie byly vykonány objevy, které jsou důležité nejen pro alchymii, ale které prospěly i postupnému nárůstu vědění, které posléze alchymii pohřbilo. Je to destilační přístroj. Destilace se stala jedním z nejdůležitějších pochodů v alchymii. Alchymisté prohnali destilačním přístrojem vše, co jim přišlo pod ruku, a přišli přitom k zajímavým poznatkům. Vykládali si je ovšem v intencích svých výchozích předo¨pokladů. Při destilaci některých nerostů vznikaly sirné páry, které zpětně působily na kovy. Jednoduchým zobecněním několika takových zkušeností došli k závěru, že je síra obsažena za součást všech pevných látek. Vydestilovanou síru nazývali "duší", zatímco zbytek, který zůstal v destilačním přístroji pro ně představoval "mrtvé tělo". Název "caput mortuum" se dosud používá pro kysličník železitý, vzniklý vypražením železného kyzu, který je právě takovou sirnou rudou. Zvlášť na alchymisty působilo to, že sloučením síry a rtuti vzniká nápadně červená rumělka, lišící se od obou výchozích látek. Síra byla v obrazných představách alchymistů ztotožňována s ohněm a rtuť s vodou. Vznik rumělky vykládali jako "fixaci" neboli zpevnění rtuti. Na těchto prvcích je dále založena tzv. sulfomerkurová nauka.

Další vývoj alchymie Alchymistická tradice se z Alexandrie přenesla především do arabských zemí, kde byla od 8. století spolu s lékařstvím hojně pěstována. Mnohé řecké alchymistické spisy se zachovaly pouze v arabských překladech. Snad nejvýznamnějším dokumentem, ke kterému hledí všichni alchymisté s nevýslovnou úctou je tzv. Smaragdová deska. Na západě se o ní poprvé zmiňuje Albert Veliký ve 13. stol. Deska měla být nalezena v hrobě svého autora, Herma Trismegista. Ten měl být podle svých uctívačů božského původu a je považován za zakladatele všech věd a umění. Původní text měl být prý foinický, avšak latinský překlad pochází z řečtiny. Je dobré vědět, co tento velmi vážený spis říká, svým způsobem totiž vypovídá o alchymii více než všechny výklady. Doslovný překlad zní takto: Smaragdová deska herma Třikrátnejvětšího, nalezená v hrobě v jeho rukou. Je to pravda beze lži, jistá a nejpravdivější. Co je dole, je jako to, co je nahoře. A co je nahoře, je jako to, co je dole, aby byl dokonán zázrak jediné věci. A tak jako všechno má původ v jednom, v důmyslu jediného, tak se všecky věci vyvinuly z této jediné věci přizpůsobením. Otcem jeho je Slunce, matkou Měsíc. Nosil jej vítr ve svém lůně. Živitelkou je Země. Tento je otec dokonalosti celého světa. Jeho síla je neporušena, bude-li obrácena k zemi. Odloučíš zemi od ohně, jemné od tuhého, lehce, s velikým důmyslem. Vystupuje od země k nebi a opět sestupuje na zem a pojímá síly bytostí hořejších i dolejších. Tak nabudeš slávy celého světa. Proto prchne od tebe veškerá nejasnost. Toto je podstatná statečnost, poněvadž překoná každou věc jemnou a pronikne každou věcí tuhou. Tak byl stvořen svět. Odtud vzejdou podivuhodná přizpůsobení, jejichž měrou je tento. Proto jsem byl nazván Hermes Třikrátnejvětší, poněvadž

190

mám tři částky moudrosti celého světa. Jest naplněno, co jsem řekl o účinku Slunce." Mlhavá řeč tohoto nápisu je zcela v intencích alchymistických teorií a myšlení. Z dalších postav, které na tomto poli vynikly je nutno jmenovat především Džábira. Je to celkem záhadná postava, o které je známo přibližně toto: jeho otec se jmenoval Hajjan a byl původně drogista. Patřil do sektářského společenství šiítů a byl poslán do severní Persie, aby tam popudil obyvatele proti vládnoucí dynastii Omajovců. Tam se Džábir naraodil, a to pravděpodobně kolem r. 720. Jeho otec byl brzo nato zajat a popraven a džábir se dostal do mezopotámie, žil na dvoře kalifa Haruna al Rašída v Bagdadu. Zabýval se chemií, lékařstvím, fyzikou, hvězdářstvím, básnictvím a mystikou. Říká se o něm dokonce, že dával přednost laboratorní práci před spekulacemi a kladl důraz na zkušenost. Je také velmi pravděpodobné, že této autoritě jsou připisovány spisy, které vznikly později. Džábirovi je především připisována již zmíněná sulfuromerkurová teorie. Neodporuje nauce o čtyřech elementech - od té je dokonce odvozena. Říká, že rtuť vznikla z vody a země, síra ze vzduchu a ohně. Rozmanité vlastnosti kovů jsou podle této teorie dány vzájemným poměrem rtuti a síry, jejich čistotou a stupněm zralosti. Ve zlatě jsou obě součásti, nejvyzrálejší, nejčistší a v dokonalé rovnováze. Soudí se, že Džábir mínil tuto teorii pouze obrazně, a věděl dobře, že sloučením rtuti a síry vznikne rumělka a nikoliv kov. Měl prý na mysli hypotetické látky, kterým jsou síra a rtuť nejvíce podobny a tímto směrem se ovšem blíží k atomové teorii: říká, že v nové látce, která vznikne sloučením, se k sobě částečky síry a rtuti tak přiblíží, a přitom se ještě zmenší, že výsledná látka vypadá naprosto stejnorodě, a přesto ony částečky zůstávají sírou a rtutí. Ano, v rumělce jsou atomy rtuti a atomy síry. Džábirovi je dále připisováno mnoho prvenství, patřících již do dějin chemie. Je to například: příprava arseniku z realgaru, výroba oceli, čištění burele, vyrobil kyselinu octovou, a kyselinu dusičnou. Arabských alchymistů je celá plejáda, jejich spisy jsou dílem zachovány, dílem ztraceny. Do Evropy se Alchymie dostává prostřednictvím Arabů, a to především z Pyrenejského poloostrova. První překlady arabských alchymistických spisů do latiny byly pořízeny ve 12. sTol. Druhými dveřmi, kterými přicházela alchymie do Evropy byla Byzanc. Byzantští alchymisté působili v Evropě dokonce dříve než arabští, a to do Německa snad již v 2. Pol. 10. Stol. Tyto kontakty byly dány tím, že Otto II. měl za manželku byzantskou princeznu. Prvním historicky doloženým alchymistou v Německu byl pokřtěný řecký Žid Paulus na dvoře brémského biskupa Adalberta kolem r. 1060. Velké jméno si pak v alchymii získal německý dominikán a biskup Albert z Bolstadtu, zvaný obecně Albertus Magnus, Albert Veliký. (1193 - 1283)Tento vynikající muž měl nejen velké vědomosti theologické - byl učitelem Tomáše Akvinského, ale je i autorem několika alchymistických spisů. Měl značné chemické vědomosti, pocházející patrně z arabských spisů, ne z vlastních pokusů. Věřil v možnost proměny kovů, upozorňoval však na to, že slitiny mědi nejsou stříbro a zlato, nýbrž právě pouze slitiny mědi barvy stříbra a zlata. Ač věřil v transmutaci, přiznává že neviděl alchymistu, který by ji dokázal uskutečnit. Věděl, že sublimací, tedy destilací starého vína vzniká spalitelná a lehce vznětlivá tekutina, čímž měl na mysli alkohol, pro který neměl jméno. Znal také střelný prach. Roger Bacon (1214 - 1292) a Raymundus Lullus (1235 - 1315) bývají sice v souvislosti s evropskou alchymií zmiňováni, avšak není to jejich hlavní zájem a je je dokonce možné v nich vidět jistý odklon od alchymistických věr - Roger Bacon je znám svým důrazem na experiment. Víra v transmutaci byla tehdy natolik obecnou, že ji samu o sobě nelze považovat za důkaz alchymistických aktivit. Vývoj alchymistických názorů o podstatě kovů a poté všech látek vůbec byl ukončen v první polovině 16. Stol. Tímto dovršením byla teorie tří látek. Trimaterialistická teorie přidala ke rtuti a síře ještě sůl, symbolizující rozpustnost a stálost v ohni. Tento doplněk zavedl

191

Paracelsus. Alchymisté toto doplnění ochotně přijali, protože se sulfomerkurová nauka již jevila nedostačující. Metody alchymistické práce a povahu omylů, které při ní nastávaly ukazuje například to, že Basilius Valentinus, jeden z uváděných autorů alchymistických spisů, popisuje takový případ transmutace: na železe, ponořeném do roztoku modré skalice se objevuje měď… Pozvolný úpadek alchymie je možno pozorovat od konce 15. Století. Alchymisté se nabízí panovníkům, že lacinou výrobou zlata napraví jejich finance. Důvěra v moc alchymie byla tehdy ještě velmi silná. Podvody, které se děly při ukázkových demonstracích byly různé. Buť bylo zlato ukryto ve dvojitém dnu kelímku, nebo v dutinách míchacích tyčinek, v dřevěném uhlí a podobně. Právě toto "zlatodějství" alchymii velmi zdiskreditovalo. V této době se již objevují i lidé, kteří dokázali veřejně vystoupit proti víře v transmutaci. Byl to například Petrarca, Erasmus Rotterdamský, Leonardo da Vinci. Jaké místo má alchymie v kulturním vývoji lidstva? Alchymie má dvě složky, jednak materiální a praktickou, přinášející určité nepopiratelné poznání některých zákonitostí chování látek, a dále složku spekulativní a mystickou. Význam této druhé složky není jednoznačný. Byla sice založena na několika prvotních omylech, kterých se nedokázala po celou dobu své existence zbavit, na druhé straně si však vesměs uvědomovala souvislost světa spirituálního, morálního a materiálního. Alchymisté, s výjimkou vyslovených podvodníků, byli bohabojní lidé. Neměli ovšem obvykle nic společného s církvemi, které na jejich počínání hleděly s nedůvěrou. Tato nedůvěra nebyla ovšem založena na nějakém vědeckém základě, nýbrž na theologických výhradách. Alchymisté se proto v pocitu určité stavovské solidarity a společného ohrožení sdružovali, a dali tak spolu s dalšími podobnými proudy základ společnostem, jakými byli Rosenkruciáni nebo Svobodní zednáři. Říká se též, že alchymisté chtěli dělat zlato, zdraví a dobro. Byli chemiky, lékaři a ethiky. Viděli ve světě i v kosmu dva základní směry a síly, označované latinskými předponami dis- a noc-. V tom prvním je chaos, znehodnocení, entropie a smrt, v tom druhém uspořádání, zušlechtění, ektropie (opak entropie), život. Alchymistům šlo o prosazení onoho druhého, což chápali také jako směr "nahoru". Kámen mudrců měl pak být jakýmsi ektropickým preparátem s koncentrovanou životní silou. Racionální chemie zdědila po alchymii mnoho z její praktické stránky. Nepřevzala a ani svým způsobem převzít nemohla ona etická maxima, o kterým alchymistům v jejich výšinách šlo. Do jaké míry je dnešní chemie léčivá a etická, to je otázka, na kterou není snadná odpověď …

Období iatrochemie

Řecké slovo iatros znamená lékař, a toto slovo zní v názvech různých oborů mediciny. Ve spojení "iatrochemie" znamená změnu tématu, změnu cíle. Nový směr vytýčil zakladatel tohoto směru slovy: "Nikoliv jak oni praví, alchymie dělej zlato, dělej stříbro; zde je úkol: dělej arcana a obrať je proti nemocem." Jak odpovídala alchymie středověkému myšlení, tak iatrochemie, zaměřená na člověka a jeho zdraví odpovídá duchu renesance, univerzit a myšlení, které není ochotno se nechávat spoutat dogmaty. Alchymie tím samozřejmě nepřestává existovat, navzdory několika „jinak myslícím“ kvete dále, a hlavně dvůr Rudolfa

192

II. jim otevřel dveře, a přivodil jakýsi poslední rozmach této odcházející nauky. Iatrochemie však označuje začátek nového přístupu. Již v této době je možno pozorovat snahu, aby se chemie stala samostatnou vědou, a i když se to ještě nemohlo podařit, začíná se rodit předobraz této vědy. Jedním z hlavních pokroků a rozlišovacích znamení proti alchymii je pokus. Již Leonardo da Vinci řekl: "Pokus nikdy neklame, pouze náš úsudek se mýlí." Ze spolupráce chemie s medicinou měla prospěch jak medicina tak chemie. Prospěch chem,ie spočíval v tom, že se dostala z rukou většinou nevzdělaných praktiků, žijících alchymistickými dogmaty, do rukou lékařů, kteří patřili vedle duchovenstva a právníků k nejvzdělanější třídě. Příprava léků je sama o sobě mocnou pobídkou k chemické práci, a tak je iatrochemie právě onou dobou přechodu od alchymie k chemii. Jsou obvykle rozeznávány tři směry či školy tohoto období. První je škola Paracelsova. Patří k ní Van Helmont, De la Boë Sylvius a Tachenius. Druhá skupina s poněkud jiným směrem je spojena se jmény Libavius a Sala. Třetí skupina se více než iatrochemii orientuje na chemii, využívanou v technice, a jsou to především Biringuccio, Agricola, Palissy a Glauber. Prvním chemikem tohoto obratu je již zmíněný Philippus Aureolus Theophrastus Paracelsus Bombastus hrabě z Hohenheimu. Jeho život je ohraničen letopočty 1493-1541. Narodil se ve Švýcarsku, procestoval velký kus světa byl i na Moravě a v Českém Krumlově léčil s nevelkým zdarem pana Jana z Lípy a jeho syna Bertholda. Jedním z jeho zásadních a dalekosáhlých činů bylo to, že zaměnil latinu za národní jazyk, (jako u nás Tomáš ze Štítného). Tím na sebe poštval tehdejší učené kruhy, k nimž se choval arogantně. Svoji neúctu k tradičnímu vědění dal najevo i tím, že při jedné přednášce veřejně spálil spisy velkých lékařských kapacit starověku Galena a Avicenny. Když byl v Basileji nazván šarlatánem, odpověděl, že tkaničky jeho bot jsou učenější než vážení mistrové a staré autority. Musel prchnout a vedl bludný smutný život až do své smrti. Zdroji chemických látek, které mohla iatrochemie využívat, byly léčivé byliny. Na rozdíl od kořenářek však paracelsus soudil, že není třeba používat celé byliny, stačí jen jejich léčivá součást. Nemoci pokládal za chemické změny v těle a léčení mělo obnovit soulad tělesných šťáv. V téže době žil i Georgius Agrikola který vykonal pro hornictví co Bombastus pro medicinu. Snad nejdále směrem k racionální chemii došel italský lékař Angelus Sala. Ten již učil, že se železo, ponořené do modré skalice nemění v měď, nýbrž že se pouze vylučuje měď, v modré skalici již obsažená. Objevují se již další postavy vědecky myslící. Klíčem k vymanění se z alchymistických představ byly, zdá se, plyny. O založení chemie plynů se zasloužil brabantský učenec Van Helmont, který se naštěstí pro chemii oženil s bohatou šlechtičnou a mohl se oddat studiu chemie. Panovaly zde totiž v mnohém podobné poměry jako ve vztahu astrologie a astronomie: mnozí astronomové se živili astrologií, kterou popírali. Nebýt oné bohaté šlechtičny, sotva by se chemickým zkoumáním uživil. Van Helmont prozkoumal kysličník uhličitý, který nazval „gaz sylvestre“ - lesní plyn. Zavedl i samo slovo „gaz“ od řeckého „chaos“. Věděl, že hořením vzduchu ubývá a stal se tím předchůdcem Lavoisierovým. Johann Rudolf Glauber byl prvním chemikem, který nebyl lékařem. Chemie se v té době pomalu odděluje od mediciny. Glauber byl novověkým Paracelsem. vyráběl kyselinu dusičnou z ledku a kyseliny sírové, solnou z kyseliny sírové a kuchyňské soli. Síran sodný, vznikající při těchto reakcích se dodnes jmenuje Glauberova sůl. Objasňoval reakce chloridů s kyselinou sírovou na základě podvojné záměny. Pomohl objasnit rozdíl mezi chemickou syntézou a analýzou. Sepsal spis o chemických kamnech a nastínil hospodářský význam chemie. Ve 2. polovině 17. století se již začíná v rozhodující míře prosazovat mínění, že posláním chemie není „zlatodějství“ nebo výroba elixírů mladosti, nýbrž poznávání přírody. Tento nový směr se snažil zahájit Robert Boyle. Novost jeho přístupu je patrna na otázce definice

193

prvků. Boyle tvrdí, že prvky nejsou ve smyslu Aristotelova učení jakési kvality, nýbrž skutečné hmoty, které mohou vstupovat do sloučenin a opět je možno je z nich odlučovat. Vzhledem k tomu, že dosud celá struktura jeho myšlení byla spíše alchymistická, nemohl dojít a nedošel daleko. Přece však jedno bylo zaseto – jsou-li kovy stálé esence, pak je těžko doufat v možnost jejich proměny v kov jiný, tedy v transmutaci. Chemické spisy této doby jsou plny tápání i z toho důvodu, že není jednotného názvosloví, a není tedy vždy zcela jasno, o jaké látce a jakém procesu je řeč. I iatrochemie sama dospěla k svému soumraku. Pomohla si k němu tím, že svým lékům bezmezně věřila a léky to byly někdy dosti drastické. Přesto však inventura chemických znalostí, které byly v tomto období dosaženy, není zanedbatelná. Nová léčiva, krom výtažků z bylin, byly většinou soli kovů, jejichž znalost tím neobyčejně vzrostla. O nové způsoby přípravy těchto solí se zasloužil zejména Glauber. Ten také zdokonalil výrobu minerálních kyselin. Paracelsus, Van Helmont a Tachenius se zasloužili o první soubor analytických vědomostí. Van helmont dal základy chemii plynů. Pojmy kyselina, zásada a sůl dostaly svůj přesný význam. V metalurgickém prubířství se podařilo Agrikolovi a Libaviovi ukázat cestu, jak přibližně stanovit obsah kovů v rudách. Obecně se rozšířila známost zinku a vizmutu. Palissy vynálezem emailování pozvedl keramiku. Značného pokroku bylo dosaženo ve sklářství, v Itálii byla vyráběna vysoce světlolomná skla, ze kterých byla i pověstná benátská zrcadla. Začalo se užívat barvení skla na modro kobaltovými rudami, v barvířství se uplatnila nová barviva z barevných dřev, dovážených z Ameriky. Jako zcela nový obor se rozmáhá vinopalnictví a alkohol, původně lék, stává se vyhledávanou poživatinou. Flogistonová teorie

Když se chemie ve spojení s medicinou dostala na vyšší úroveň, došlo k určitému rozchodu těchto dvou oborů. Medicina již pokročila natolik, že mohla opustit poněkud jednostranné iatrochemické teorie a postupy, chemie s zkonsolidovala natolik, že se mohla postavit na vlastní nohy a nebylo jí zapotřebí žít pod křídly nějaké jiné vědy. Bodem obratu je již zmíněný Angličan R. Boyle. Tato doba se nazývá také dobou kvantitativního bádání. Až doposud zajímaly chemii spíše kvalitativní změny, obvykle smysly snadno pozorovatelné. Rumělka se velmi výrazně smyslově liší od síry i rtuti, a právě tyto odlišnosti poutaly dosud takřka veškerou pozornost. Boyle sám říká, že úkolem chemie je zjišťovat pravé složení látek, a mimo jiné také stanoví důležité pravidlo, že teorie nemají být budovány dříve, než je jev důkladně prozkoumán. Tato doba, nazvaná podle svého výrazného (a scestného) pojmu "flogistonová" tedy začíná velice seriozně, důrazem na pokus a vědeckou solidnost. Boyle vystoupil se svými názory již roku 1661, zatímco flogistonová teorie o podstatě hoření vznikla až v posledních letech 17. století. Představuje -li Boyle takřka moderního chemika, je ona doba po něm následující jakoby návratem zpět. Tak to však chodí i ve vědě. Proberme však všechny důležité aktéry této kapitoly postupně. Protože se v této kapitole bude velmi často vyskytovat pojem kalcinace, nebude na škodu vyjasnit, co to znamená. Slovo pochází od latinského calx, což znamená "vápno". Jako calx byl tehdy označován každý kysličník kovu, a odtud pochází název "kalcinace", znamenající právě spalování kovů. Boylovým předchůdcem byl především francouzský lékař Jean Rey (1583 - 1645). Tento badatel věděl o tom, že kalcinací přibývá kov na váze. Domníval se, že je to tím, že se vzduch zhušťuje na popeli kovu. Věděl totiž také o tom, že vzduch má váhu - to zjistil vážením nádoby se stlačeným vzduchem a srovnáním s hmotností nádoby se vzduchem vyčerpaným. Všimnul si i toho, že přibývání popela na váze má svou mez. To přičítal tomu, že příroda jakoby "ví, kdy má dost". Robert Boyle sám se o chemii zasloužil v několika směrech. Jak již bylo řečeno, vytkl jí nový cíl, nově definoval pojem "prvek", a také jasně vytkl rozdíl mezi sloučeninou a směsí. V

194

návaznosti na starší filosofické názory vyslovil první náznaky atomové theorie - látky se dle něj skládají z drobných částeček, které se přitahují a tvoří sloučeniny. Předpokládal ovšem, že ony částečky jsou složeny z jedné prahmoty a jejich odlišnost je dána pouze jejich velikostí a tvarem. Snažil se své názory podepřít pokusy, důkladně zkoumal látky, kterými se zabýval, a patrně od něj pochází základní pojem - analýza. Zabýval se též kalcinací kovů, a i on pozoroval, že kov spálením přibude na váze. To si vysvětloval tím, že kov pohlcuje teplo, kterému přičítal váhu. Boyle si ovšem povšimnul i toho, že svíčka v uzavřeném prostoru bez přístupu vzduchu brzo zhasne. Z toho vyvodil správný závěr, že hoření umožňuje nějaká látka, obsažená ve vzduchu. Kalcinace kovů zaměstnávala v té době ještě další, věnoval se jí například Robert Hooke (1635 - 1703) a John Mayow (1643 - 1679). Dospěli celkem k tomu, že k hoření je třeba jakási látka, která je ve vzduchu, avšak kterou může nahradit i ledek. Jasně bylo také vysloveno to, že kalcinace je vlastně hoření. Mnoho z těchto myšlenek muselo na čas zapadnout, aby je znovu vzkřísil a dovršil Lavoisier. Na rozdíl od jmenovaných se ostatní Boyleovi vrstevníci domnívali, že hoření je způsobeno a umožněno jakousi "olejovitou" součástí hořlavých hmot. Je zde možno slyšet doznívat "elementární" teorii a tedy něco z alchymistické dílny. Byl to ovšem rozšířený názor.V této době se ovšem odehrávají pozoruhodné objevy, ke kterým se nedospívá cíleným hledáním, nýbrž spíše tápáním. Tak například roku 1669 objevil hamburský alchymista Hennig Brand při destilaci odparku lidské moči náhodou fosfor. Podobně byl objeven i evropský porcelán, v Číně vyráběný již dávno předtím. Vynálezcem porcelánu je Ehrenfried Walther Tschirnhaus (1651 - 1708), kterému se podařilo soustavou zrcadel, soustřeďujících sluneční světlo dosáhnout takové teploty, že roztavil některé nerosty, mezi nimi i bílou hlinku. Tento vynález si ovšem neprávem přisvojil jeho pomocník Böttger, který pouze zlepšil složení směsi, k výrobě porcelánu používané. Všem alchymii dosud poplatným názorům na hoření kovů dali známou podobu němečtí badatelé. Johann Joachim Becher (1635 - 1682) byl profesorem lékařství na univerzitě v Mohuči. Jeho praktické ani teoretické práce nejsou příliš ceněny, známým se stal tím, že vyslovil jasnou, srozumitelnou a jednoduchou teorii kalcinace, která se zdála být (formulována Stahlem) dokonale pravdě podobná. Podle Bechera se se všechny látky skládají ze tří zemin, odpovídajících doplněné Paracelsově trojici: je to terra mercurialis, představující princip prchavosti, terra lapidea seu vitrescibilis, což je princip tavitelnosti, a posléze to zde nejdůležitější - terra pinquis seu inflammabilis, princip hořlavosti. Každá hořlavá látka tedy dle Bechera obsahuje "tučnou zeminu", která při hoření uniká do vzduchu. Popel je již pouze směs zeminy rtuťovité a kamenné. Becherovy spisy jsou psány velmi nejasně, a proto musel přijít ještě někdo, kdo jeho myšlenky vyjádří srozumitelně. Georg Ernst Stahl (1660 - 1734) byl Becherovým žákem, přičemž byl i dobrým lékařem se zájmem o chemii. Působil jako profesor mediciny v Halle, odkud byl povolán do Berlína, aby se stal královým tělesným lékařem. V mládí se dokonce nějaký čas věnoval alchymii, její klamnost však prohlédl a každého před ní varoval. Soudil také, že chemické děje v živočišném nebo rostlinném těle jsou složitější, než se domnívali iatrochemikové, a proto usiloval o to, aby medicina a chemie byly pěstovány odděleně. Roku 1702 vydal Stahl znovu Becherův spis "Physica subterranea", ke kterému připojil svůj dodatek "Specimen Becherianum". Právě tam je dovršena a obšírně vyložena flogistonová teorie, kterou ovšem vždy prohlašuje za myšlenku Becherovu. "Becherriana tantum referro", říkal. Předznačena je ovšem již ve spise "Zymotechnia fundamentalis" z roku 1697 a krátce ještě shrnuta ve spise "De sulphure" z roku 1718. Celá teorie zní takto: všechny hořlavé látky obsahují prchavou složku, kterou Stahl nazval flogistonem. Flogiston ovšem není oheň sám, nýbrž pouze jeho podklad. Je to cosi neviditelného a jemného, je to schopno pronikat všemi hmotami a je to ve stálém rychlém vířivém pohybu. Kalcinace pak podle Stahla spočívá v tom, že flogiston uniká

195

do vzduchu. Některé kovy mají však flogiston tak pevně vázaný, že ho nelze vypudit, ty jsou nespalitelné. Čím je látka hořlavější, tím je flogistonem bohatší. Uhlí a saze jsou pak skoro čistý flogiston. Aby se opět vrátila původní látka zpět, je třeba zplodiny spálení znovu obohatit flogistonem, což se děje jejich žíháním s "takřka čistým flogistonem" v dřevěném uhlí. Redukci tedy považuje za jakousi "reflogistonizaci". Předností této teorie bylo to, že několik jevů bylo vysvětleno z jednoho hlediska. Svůdná pravdě - podobnost této teorie se zdála být podporována i výsledky Cavendishových prací o vodíku, a dokonce i Pristley a Scheele, kteří vlastně svými výzkumy nevědomky podkopávali flogistonovou teorii, zůstali až do smrti přesvědčeni o její správnosti. Flogistonová teorie se pochopitelně již v době své slávy setkávala s námitkami. Největší byl již dříve zpozorovaný fakt, že kalcinací kov na váze získá. To bylo odbyto poměrně jednoduchým doplněním celé teorie, dle kterého má flogiston "zápornou váhu", takže pokud je v tělese, nadlehčuje ho. Po uniknutí a tedy po proběhnutí kalcinace spočinou teprve zbylé "země" celou vahou na misce vah. Objevil se i všetečný dotaz, proč se někdo nepokusil unikající flogiston zachytit, aby mohl být nějak doložen a prozkoumán. Na to odpověděl Stahl, že flogiston se okamžitě rozptyluje nebo se někam stěhuje, takže ho v žádném případě a žádným způsobem zachytit nelze. I v době flogistonové působila celá řada chemiků, kterří, přestože flogistonovou teorii přijímali, dokázali chemické vědění posunout podstatně dále alespoň o některých musí být učiněna zmínka. Henry Cavendish (1731 - 1810) byl podivínský samotář, který celý život strávil u svých pokusů. Vzkazy podstrkoval pod dveřmi a stejným způsobem si nechal i odpovídat. Velmi nerad publikoval, takže teprve po jeho smrti se přišlo na to, kolik by býval byl měl vědeckých prvenství. Byl velmi bohatý, a proto nepotřeboval ani slávu, ani honoráře. Roku 1766 přesto uveřejnil pojednání o přípravě "zápalného vzduchu", kterým byl vodík. Podle jeho pozorování se vyvíjel působením zředěné sírové nebo solné kyseliny na zinek, železo nebo cín. Cavendisch určil přibližně jeho hustotu rovněž ho označil za čistý flogiston, uvolňovaný z kovu účinkem kyseliny. V tomto postupu byl také spatřován důkaz platnosti flogistonové teorie - po odpaření roztoku zinku v kyselině zbyla bílá sůl, která byla stejná jako při rozpuštění zinkového "popela" v dotyčné kyselině. Joseph Pristley (1733 - 1804) byl muž mnoha povolání a vedl velmi neklidný život. Chemií se zabýval pouze mimochodem, jelikož jinak byl ještě theolog, učitel řečí a filosof.. Tento muž obdržel v létě 1774 pěknou čočku, spojku, a začal s ní experimentovat. Zkoumal chování různých látek ve skleněném válci, uzavřeném nad hladinou rtuti, když na ně působil soustředěnými slunečními paprsky. Mimo jiné také na tuto zkušební stolici posadil červený "popel rtuťový". Z hlediska flogistonové teorie nemohlo toto "vyhořelé palivo" poskytnout vůbec žádné překvapení. Poskytlo. Uvolňoval se plyn, nerozpustný ve vodě, který způsoboval že svíčka hořela velmi jasným plamenem a myš v něm žila dvakrát tak dlouho než ve stejném objemu vzduchu. Byl to kyslík. Sám Priestley tím byl překvapen, ovšem pokoušel se to též uvést do souladu s flogistonovou teorií. Po delším přemýšlení se mu podařilo nemožné a dokázal to. Usoudil, že vzduch je schopen z tělesa přijmout pouze určité množství flogistonu a pak proces hoření ustane. Běžný vzduch je plný flogistonu z dýchání a hoření, a proto je jeho jímavá kapacita omezená. To co mu při pokusu vzniklo byl vzduch, dokonale deflogistonovaný, schopný tedy přijímat flogiston, a tím jevově podporovat hoření. Krkolomné, avšak logické. Tento pokus vykonal Pristley 1. srpna 1784, a na podzim téhož roku navštívil v Paříži Lavoisiera, jemuž pověděl o svém objevu. Pristley ve svých pokusech pokračoval a roku 1781 zjistil další zajímavou skutečnost: směs vzduchu obyčejného a "deflogistonovaného" (což byl, jak víme, kyslík) zapálena jiskrou v suché nádobě způsobí orosení stěn vodou. Tak se ukázalo, že voda není látka jednoduchá, nýbrž složená, a to složená z obyčejného flogistonem zněčištěného a deflogistonovaného. Stručněji řečeno z

196

flogistonu a deflogistonovaného vzduchu. Z dalších jeho objevů je možno zmínit objevení dusíku, který nazval v rámci flogistonem zdeformovaných představ "plynem flogistonovaným" - nic v něm totiž nehořelo, takže z toho bylo vyvozeno, že je flogistonem zcela nasycen. Pomocí elektrických jisker došel až ke kyselině dusičné, dále získal amoniak, experimentoval s kysličníkem siřičitým a chlorovodíkem. Chemie byly pěstována i ve Švédsku, kde z mnoha chemiků budiž připomenut Carl Wilhelm Scheele (1742 - 1786). Byl lékárníkem, a v cheii byl samoukem. Nezabýval se přiliš teoriemi, ale byl vynikajícím experimentátorem. I on byl stoupencem flogistonové teorie, což mu znemožnilo výsledky svých pokusů lépe zhodnotit. Objevil toho tolik, že nelze podat ani úplný výčet, a to vše ve velmi primitivních podmínkách své malé lékárny. Při pokusech s burelem (oxidem manganičitým) objevil kyslík, chlor, mangan a baryt. Kyslík dokonce objevil o tři roky dříve než Pristley a nazýval ho "ohňovým vzduchem". Věděl, že kyslík lze odstranit ze vzduchu spálením svíčky, fosforu nebo čehokoliv v uzavřeném prostoru, po čemž zbude "zkažený vzduch" - dusík. Souvislost mezi kyslíkem a popelem kovů však nerozpoznal. Chlor pokládal za deflogistonovanou kyselinu solnou, připravil kyselinu arseničnou, fluorovodík, fluorokřemík, kyselinu wolframovou a molybdenovou. Byl asi také první, kdo zjistil přítomnost fosforu v kostech. Scheele se zabýval i organickou chemií, která byla tehdy ještě zcela v plenkách. Pro své objevy organických kyselin, kyanovodíku, glycerinu a acetaldehydu bývá považován za zakladatele tohoto oboru. Jak je vidět, obě hlavní theorie, vyrostlé v tomto období, totiž Boylova a flogistonová, byly vzájemně neslučitelné. Boylova, vědecky jediná z nich perspektivní, však nedošla ohlasu. Doba nebyla ještě na ni zralá a byla proto upřednostněna theorie Becherova a Stahlova, která byla přístupnější a poskytovala určité jednotící hledisko. Flogistonová teorie má svoji vzdálenou obdobu v pokusech o vysvětlení pohybu planet z hlediska geocentrického názoru pomocí tzv. epicyklů. Oboje je zajímavým příkladem souvislosti filosofických a psychologických aspektů rodících se věd - než prosadit revolučně nový názor je snazší nalézt řešení, udržující onen starý.

Počátky rozvoje racionální chemie Periodizace dějin chemie je ještě těžší než u jakéhokoliv jiného oboru. Jisté rysy racionální chemie je jistě možno nalézt i ve starověku, alchymisty bychom mohli nalézt dodnes. Opodstatnitelným mezníkem však může být vyslovení zákonů a zákonitostí onoho tak banálního procesu, jakým je hoření. Odhalení tohoto tajemství v sobě v podstatě skrývá všechno další, k čemu chemie dále dospěla a doširoka otevírá dveře nejen k dalším objevům, ale i k tomu, aby se teorie setkala s praxí na novém, vyšším základě. Za zakladatele této nové epochy bývá právem i neprávem považován Lavoisier, právem proto, že mnohé první vyslovil, neprávem proto, protože bez přispění jiných, jejichž výsledky si dokázal přivlastnit by svou metodou k svým objevům nejspíše nedošel. Lavoisierovými předchůdci byli všichni jmenovají objevitelé kyslíku, dále Rey, Hooke, Mayow, Bayen. K pravdivému poznání se přiblížil i Leonardo da Vinci, který poznal, že hoření i dýchání je možné jen ve vzduchu. Zvláštní připomenutí si zaslouží i ruský učenec Michail Vasiljevič Lomonosov (1711 - 1765). Byl to člověk se širokým záběrem, zabýval se vedle chemie a fyziky i filologií a historií, a mimo to psal básně. Jeho spisy z let 1741 - 1756 jsou psány latinsky i rusky a vesměs upadly v zapomenutí. Již ve své dizertaci vyslovil základní rysy atomové teorie, proti představě hmotné povahy tepla postavil představu tepla jako pohybu elementárních částic. Učil že pružnost vzduchu je způsobena vzájemnými nárazy jeho částeček a stlačitelnost že je dána tím, že mezi jeho elementárními částicemi je volný prostor. Lomonosov proti Boyleovi tvrdí, že přírůstek váhy při kalcinaci kovu pochází z částeček vzduchu, nikoliv z tepla. V dopise Eulerovi píše, že přibude-li v přírodě na některém místě něco, nutně to na jiném místě ubude.

197

Užíval hojně váhy, protože kladl důraz na kvantitativní vztahy, a i to ho přivedlo k k formulování jisté podoby zákona o zachování hmoty. Lomonosov vykonal i mnoho objevů fyzikálních, a vytýčil i perspektivní obor fyzikální chemie. Byl to tedy neobyčejný vědec, avšak jeho odloučenost os ostatního vědeckého světa způsobila, že většina jeho zásluh připadla jiným, zejména Lavoisierovi. Antoine Laurent Lavoisier - (1743 - 1794) syn advokáta s výborným přírodovědným vzděláním, ve 21 letech dostal cenu za nejlepší pojednání jak osvětlovat ulice, ale vzdal se jí ve prospěch svých konkurentů, ve 23 letech se stal členem Akademie. Získal si finanční nezávislost skrze úřad generálního nájemce daní, stal se ředitelem správy státních ledkáren a pracháren, jeho spis "O bohatství Francie" byl tištěn na státní útraty. Jeho velká přednost spočívá v tom, že zavedl do chemie přesné vážení, což mu umožnilo stanovit zákon o zachování hmoty, první poučil svět o složení vzduchu a vybudoval správnou teorii hoření, a nadobro vyvrátil teorii flogistonovou. Zasloužilo se o to i jeho dokonalé teoretické myšlení, schopné využít všech objevů flogistoniků. Postup jeho nejvýznamnějšího objevu je ne nezajímavý. V září 1772 předložil Pierre Francois Mitouard (1733 - 1786) Akademii pojednání o hoření fosforu. To bylo dáno k posouzení Lavoisierovi a Macquereovi. Lavoisier reagoval spisem, který odevzdal asi za měsíc nato tajemníkovi Akademie. Pojednání je psáno nakvap, a je patrno, že lavoisier ještě sdílí flogistonické názory a že jeho vědomosti o hoření jsou velmi mezerovité. Avšak již 1. Listopadu předložil dlaší pojednání, ve kterém píše, že před 8 dny objevil, že síra hořením značně přibývá na váze, a podobně i fosfor, a přírůstek že pochází ze vzduchu. Usoudil, že se to děje při hoření všech látek. Při redukci oxidu olovnatého v uzavřeném prostoru se naopak v okamžiku jeho proměny v olovo uvolnilo tisícinásobné objemové množství vzduchu. Je zřejmé, že lavoisier byl do značné míry na svůj objev přiveden myšlenkami Mitouardovými, který o tomto přírůstku ve své práci napsal. V této fázi se stále ještě nestaví otevřeně proti flogistonové nauce. Podstatu hoření plně nechápal ještě ani v roce 1774, kdy opakoval Bozlovy pokusy se spalováním látek v uzavřených prostorách. Zde však proti Boylovi dokázal, že výsledná váha nádoby je stejná jako před pokusem, a proto že není pravdou, že by teplo přidávalo látkám na váze. Právě to však bylo jedním z flogistonických vysvětlení onoho záhadného přírůstku po úniku flogistonu. Když se tedy Lavoisier zbavil tohoto předsudku, otevřela se mu teprve cesta ke správnému pochopení tohoto chemického děje. Lavoisier si také všiml, že po otevření nádoby vnikne vzduch prudce dovnitř, a nádoba pak váží více, a to přesně o tolik, o co je těžší popel než výchozí kov. Mezi tím se objevují zprávy o dalších pokusech jiných chemiků, Pristley ho informuje o "deflogistonovaném vzduchu", v tisku se objevují anonymní útoky na flogistonovou teorii. Lavoisier koná další pokusy, a teprve v roce 1777 se mu celá otázka vyjasnila a proti flogistonové teorii sám osobně vystoupil. V dalších letech zveřejnil řadu prací, v nichž předložil svou teorii hoření. Popely kovů jsou sloučeninami "dýchatelného vzduchu" s kovy a mají zásaditou povahu, kdežto sloučeniny s jinými látkami mají povahu kyselou. Proto pojmenoval tento plyn "oxygen", což znamená "kyselinotvorný". Roku 1783 vydal Lavoisier spis "Úvahy o flogistonu". Několik slov z něj ukáže dobře jak podobu flogistonové nauky, tak Lavoisierova objevu, který nebyl rozhodně uskutečněn "ze dne na den". "Je čas přivést chemii k přísnějšímu způsobu uvažování, a zbavit fakta, jimiž se tato věda každodenně obohacuje toho, co k nim přidává mudrování a předsudky; je třeba rozeznávat to, co je faktem a pozorováním, od toho, co pochází z určitého výchozího systému nebo z hypotézy. Je také třeba vyznačit hranici, ke které chemické znalosti dospěly. Aby naši následovníci mohli z tohoto bodu vyjít a bezpečně ve vědě pokračovat… Chemikové udělali z flogistonu mlhavý princip, který vůbec není přesně definován a který se proto může použít ke všem výkladům, kem jej jen kdo chce uplatnit, hned je to princip těžký, hned zase není; hned je to volný prvek, hned zase prvek sloučený s prvkem zemitým, hned prochází průlinkami nádob, hned jsou zas pro něj neprostupné; je podstatou a příčinou žíravosti i nežíravosti,

198

průhlednosti i neprůhlednosti, barevnosti i bezbarvosti. Je to pravý Proteus, měnící se každým okamžikem. Roku 1787 vydal spolu s Guytonem de Morveau, Bertholetem a Fourcroyem spis, ve kterém je podáno nejen nové racionální chemické názvosloví, nýbrž také celá nová ucelená soustava chemie, podaná v duchu nové teorie hoření. Lavoisierův spis "Traité élémentaire de chimie" je první soustavnou učebnicí nové chemie. Zde přijímá Boylovu definici prvku, rozlišuje prvky a sloučeniny, a je zde i přesná formulace zákona o zachování hmoty: "při každém dění je stejné množství látky před ním i po něm." I když je z hlediska dnešních vědomostí v Lavoisierově soustavě mnoho nepřesného, znamenala velký pokrok, protože zaváděla jistý pořádek místo zmatku svévolně definovaných látek a triviálních názvů. Lavoisierova učebnice se rychle šířila a získávala si stoupence svou exaktností, jen Pristley a cavendish zůstali nadosmrti věrni flogistonu … Sláva a bohatství však přinesly Lavoisierovi i záhubu. Kritikem byl dosti krutým a. velmi nelaskavě zkritizoval spis jistého Marata, jednoho z velikánů Francouzské revoluce, nazvaný "Fyzikální výzkumy o ohni". Kritizovat jakákoliv díla vůdců revolucí je velmi neopatrné, Marat ho zato obvinil, že míchá do šňupavého tabáku vodu a přiřkl mi i jiné nenáležitosti, za které prosadil trest smrti. Sťat 8. května 1794. O Lavoisierově povaze se píše, že si přivlastňoval zásluhy jiných, a že jeho charakter nedosahoval výše jeho vědomostí. O mrtvých, a to i chemicích, však nic než dobré.

Znovuzrození atomové theorie Otázka vlastní stavby hmoty má tak dlouhou historii, že ani antičtí atomisté Demokritos s Leukippem nepředstavují úplný začátek. Není to pouhá otázka spekulativní zvědavosti. Jde totiž o to, jak vznikají z jednoduchých látek látky složité, jak vznikají z prvků sloučeniny. Tato otázka zajímala mnoho chemiků, každý k ní přistupoval z jiné strany a s jiným výsledkem. Z mnoha opět sluší jmenovat německého chemika Jeremiase Benjamina Richtera (1762 - 1807). Ten vyšel z celkem zvláštního problému: jaké množství které kyseliny je možno neutralizovat jakým množstvím které zásady. Mnohými pokusy dospěl k tomu, že určité množství určité kyseliny lze neutralizovat určitým množstvím určité zásady, přičemž pro každou zásadu je toto množství jiné. Napsal o tom roku 1792 spis, ve kterém předložil tabulku, kde uvedl množství zásad, potřebných k neutralizaci 1000 dílů dané kyseliny, a naopak, množství jednotlivých kyselin, potřebných k neutralizaci 1000 dílů dané zásady. Tím položil základ jednomu důležitému odvětví chemie, které se nazývá stoechiometrie. Je to věda o číselných poměrech látek ve sloučeninách. Zkoumal i určitost kvant různých prvků v dalších chemických reakcích. O tom, že vědecký spor může být někdy velice plodný, podává důkaz spor dvou francouzských chemiků, který hledání v této otázce znamenitě posunul. Jde o spor, který spolu vedli Claude Louis Berthollet (1748 - 1822) a Joseph Louis Proust (1754 - 1826). Bertholett působil v Paříži jako profesor a a pro své zásluhy o školství požíval velkou úctu. Byl původně flogistonikem, ale uznal posléze nauku Lavoisierovu a zasloužil se o její rozšíření. Vycházel z toho názoru, že cchemická affinita, působící slučování prvků, je podobnou silou jako přitažlivost, a proto soudil, působení affinity bude rovněž závislé ne velikosti hmoty slučujících se látek. Chemický účinek látky byl podle něj dán součinem affinity a hmoty, tedy čím víc nějaké látky do reakce vstupuje, tím víc se jí tam uplatní. To pochopitelně také znamenalo, že tatáž sloučenina se bude svým složením podle toho od jiné moci kvantitativně lišit. Předpokládal ovšem, že tyto slučovací poměry kolísají v určitých mezích. Tyto názory písemně skvěle hájil a dokazoval rozborem některých kysličníků a sirníků. Proust vystoupil proti tomuto názoru, opřen o přesnější analýzy. Dokázal, že Bertholet nepoužíval k pokusům čisté látky, a proto i jeho výsledky byly statisticky "rozostřené".

199

Tvrdil, že prvky se slučují vždy ve stálých, neproměnných poměrech. To dokazoval a dokázal na kysličnících cínu a železa. Oba tyto kovy jsou schopny se sloučit s kyslíkem v podobě dvou různých kysličníků, a Proust dokázal, že množství kyslíku se v nich mění skokem a nikoliv plynule. Tento spor trval 8 let, Bertholet ustupoval, až posléze spor skončil úplným vítězstvím Proustovým. Jsou prý ovšem i takové proměnlivé sloučeniny, chovající se podle Bertholeta, zvané bertholidy.

Zatímco na evropské pevnině zuřil spor o stálé slučovací poměry, v Anglii pracoval stranou tohoto ruchu John Dalton (1766-1844). Byl to hoch z chudé rodiny, který byl záhy odkázán sám na sebe. Stal se učitelem, a soustavným studiem se vypracoval až na profesora matematiky a přírodních věd na koleji v Manchestru. Je znám tím, že sám na sobě objevil a popsal barvoslepost - daltonismus. Roku 1801 začal Dalton experimentovat s plyny, a zkoumal jejich rozpustnost, mísení a další vlastnosti. Aby si modelově vysvětlil chování plynů, předpokládal, že jsou složeny z konečného počtu drobounkých částeček, u každého jednotlivého plynu stejných a vzájemně nezávislých. V srpnu 1803 objevil, že 100 dílů vzduchu reaguje jednou s 36 částmi kysličníku dusnatého a podruhé se 72 částmi. Tak byl přiveden na myšlenku zákona množných poměrů. Ten říká, že tvoří - li spolu prvky více sloučenin, jsou množství jednoho z nich v těchto sloučeninách (vztažena na stejné množství druhého) navzájem v poměru celých malých čísel. Potvrdil to i rozbor kysličníku uhelnatého a uhličitého i methanu a ethylenu. Přirozené vysvětlení tohoto jevu je v atomické nauce - v jedné sloučenině se slučuje jeden atom s jedním, ve druhé jeden s dvěma atomy. To všechno si Dalton ujasnil během let 1803 - 1804. Dle Daltonova deníku zde ovšem nenásledovala teorie po pokusech, nýbrž naopak - dříve se mu zrodila v mysli představa oné možné zákonitosti, a ta se mu pokusy potvrdila. Je to pěkný příklad tohoto možného postupu, který ovšem může být ve vědě nebezpečný pro možnou snahu výsledek do podoby předem hotové hypotézy "napasovat". To ovšem u Daltona nebylo, a nebylo to ani třeba. Dospěl -li již takto daleko, není divu, že se pokusil zavedení značek pro prvky a sloučeniny. John Dalton se stal svými objevy slavným, byl jmenován čestným doktorem a členem několika vědeckých společností, nezpychl a zachoval si svůj prostý způsob života. To souviselo i s tím, že byl členem členem náboženské společnosti kvakerů. S tím souvisela jedna potíž, která se naštěstí dobře vyřešila. Když měl být vyznamenán králem, měl před něj podle protokolu předstoupit s mečem,. John Dalton však jako kvaker nesměl mít zbraň. Přemýšleli tedy, až přišli na to, že jako doktor práv by meč mít nemusel. Nastala však jiná potíž. Doktoři práv nosili jasně purpurový plášť, zatímco kvakeři se smí oblékat pouze do nenápadných šatů nenápadných barev.Když se s tím Daltonovi svěřili, řekl jim, ať mu ten plášť ukáží. Ukázali. John Dalton je zcela uklidnil: "Ten plášť je přece šedivý". Byl barvoslepý.

Průmyslová chemie

200

Převrat, způsobený Whitneyovou vyzrňovačkou v pěstování bavlny zvětšil produkci bavlny. Tu bylo ovšem třeba barvit, ale předtím bělit. Bílilo se na slunci, na louce. K umělému bílení se kyselina sírová a soda, chlor navrhl berthollet až 1785 – ale obou látek byl nedostatek. Hlavně nestačila soda, která se používala při výrobě mýdla a skla. Hlavním dodavatelem sody bylo španělské pobřeží, zejména kraj kolem Alicante – tam se pražily mořské rostliny, obsahující sodu, popel se vyluhoval a louh se nechal odpařit, až se vytvořily asi 50 kg hroudy sody. Největším spotřebitelem byly francouzské sklárny, mydlárny a bělírny. Od poloviny 18. stol. již dodávky sody nedostačoval, proto vypsala francouzská akademie 1775 cenu 12.000 livrů pro vynálezce umělé sody. Opíraje se o pokusy neúspěšných předchůdců, pustil se do toho 1789 lékař Nicolas Leblanc, a již po několika měsících mohl nabídnout vévodovi Orleanskému, bratru Ludvíka XVI. A později stoupenci revoluce, aby jeho proces využil velkovýrobně. Proces, který se začal 1790 byl následující: mořská sůl se změnila kyselinou sírovou v sůl Glauberovu, poté se stejný díl této soli smíchal se stejným dílem vápna a polovinou dílu uhlí, směs se rozmělnila železnými válci a roztavila v plamenné peci při neustálém míchání, tavenina se vyluhovala, louh se odpařil a zůstala krystalická soda. Ovšem Filip byl zatčen a 1893 popraven a Leblanc nedostal ani slíbenou odměnu. Jeho patent je oficiálně neuznán, a posléze končí 1806 ranou z vlastní pistole v chudobinci u sv. Diviše v Paříži. Když se po 80 letech sbíralo na jeho pomník, upsali nejvíce angličtí továrníci, protože tam se Leblancův způsob ujal nejvíce. V 60. letech 19. stol. ovšem odbilo i Leblancovu způsobu – Belgičan Solvay připadl 1863 na způsob nepoměrně levnější – stačila kuchyňská sůl a vápno a do počátku amoniak. Cena sody poklesla na čtvrtinu a výrobní zařízení za stamiliony bylo znehodnoceno a mohlo se zachránit jen tím, že se dosavadní vedlejší produkt chlór učinil produktem hlavním. Ovšem 1884 se podařilo i chlór připravit elektrolyticky v Griesheimu v Německu.

Dehet a barvy

Darmstatský drogista Liebig měl synka Justa. Ten našel zalíbení v pouťových chemických pokusech, dostal se do učení do apotéky, odtud pro výbuch vyhozen, posléze se dostává na univerzitu. Přednášky však byly pouze papírové. Střediskem chemie byla Paříž. Tam se vydal Liebig, a na přímluvu Humboldta byl přijat do Gay-Lussacovy laboratoře. Tam ukázal co dovede, takže byl opět na Humboldtovu přímluvu jako 21 letý ustanoven mimořádným profesorem chemie v Giessenu a za půldruhého roku se stal profesorem řádným. Prosadil laboratoř, i když musel zlomit představu univerzity jako líhně úředníků. 1825 dostal přidělenu místnost ve strážnici bývalých kasáren. Jeden Liebigův žák zavedl 1843 v Offenbachu první destilaci kamenouhelného dehtu. Ten byl považován za bezcenný odpad. První porci dehtového destilátu dostal Liebig a dal ji prozkoumat žáku A.W.Hofmannovi. Ten oznámil vědeckému světu, 1843, že v dehtovém oleji objevil látku, zvanou anilin, praotec moderního barvířského a farmaceutického průmyslu. Hofmann byl povolán do Londýna za ředitele Královské chemické koleje. Jeden z jeho žáků, 18 letý W.H.Perkin se pokoušel vyrobit z anilinu umělý chinin, nedařilo se, vznikla špinavá tekutina, kterou se chystal vylít, ale v poslední chvíli si všimnul, že barví krásně fialově. Zjistil, že barva je stálá zejména na hedvábí. Jako praktický angličan poslal vzorek do barvírny a po dobrozdání zažádal o patent. Zřídil dvě továrny na barvivo, které nazval mauvein. Ten se stal módou a všude se rojili napodobitelé – Zejména ve Francii, kde chemik verguin v Lyonu objevil 1859 fuchsin- v Německu pak Graebe a Lieberman objevili umělý alizarin. Tím nadobro zabili mořenu barvířskou, jejíž výrobou se živily tisíce lidí, i v Čechách. Ještě větší katastrofa postihla přírodní indigo, neboť indol, jeho základní látka, byla objevena 1880. Na cestě za syntetickým indigem byla Knietschem 1898 objevena levná kontaktní (za pomoci katalyzátoru) výroba kyseliny sírové. Pro držitele světového monopolu na indigo, dovážené z Indie a Persie, Anglii,

201

to byla rána. Snažili se zvýšit výtěžek indigových rostlin, ale byl to marný boj. Indigo byla první syntetická látka, vyrobená zcela záměrně , podle vědeckého plánu, promyšlenou metodou. Indigo bylo prvním vítězstvím znamenité chemické teorie Augusta Kekulého ze stradonic, potomka českého rodu, vystěhovavšího se do Německa. Vše ovšem začalo již 1804, kdy manchesterský učitel John Dalton vyslovil smělou hypotézu, že se všechny látky skládají z nedělitelných atomů.na to přišel objevem určitých periodických zákonů při slučování. Později se objevily i jiné nápadné zvláštnosti – sloučeniny, vyjádřené úplně stejnými vzorci, měly odlišné vlastnosti. Uhlovodíků C 13 H 28 je přes 800. Kekulé se ptal, co za tím vězí. Snad různé uspořádání atomů v molekule? Bylo to fantastické jako Daltonova domněnka. Cyklická stavba benzolu je východiskem nekonečné řady nových látek Na to vše přišel August Kekulé.

August Kekulé se narodil 1829 v Darmstadtu, jeho předkové pocházeli ze Stradonic na Slánsku, odkud po bitvě na Bílé hoře emigrovali do Německa. Jako chlapec měl rád geometrii a začal studovat architekturu, jedna vyslechnutá přednáška velkého chemika Justuse Liebiga však stačila k tomu, aby celou svou životní dráhu obrátil novým směrem – k chemii. Jeho vstup do chemie se odehrál v době velkých objevů a ještě větších otazníků, které každý objev přinesl. Při Faradyově pokusu o zkapalnění svítiplynu r. 1825 se objevila zvláštně vonící kapalina. Faraday zjistil, že se skládá z rovného dílu atomů uhlíku a vodíku a nazval tuto kapalinu proto „karburovaný vodík“. Protože bylo tuto látku možno připravit z benzoové kyseliny, začalo se jí říkat benzol. Dnes je známa pod názvem benzen. Tato látka se však stala brzo postrachem chemiků. Reagovala zcela nevyzpytatelně. Experimenty vyznívaly tak, že se tato látka všem známým teoriím o chemické struktuře podobných sloučenin. Jediné jisté bylo to, co se objevilo v názvu této a jí podobných látek – aromatické. Roku 1854 zavinil benzen smrtelný úraz chemika Mansfielda. Právě v roce Mansfieldovy smrti vrcholily výzkumné práce Augusta Kekulé, a jejich plodem byl objev čtyřvaznosti uhlíkových atomů a schopnost jejich řetězení v molekulách organických sloučenin. Příznačný je způsob, jak Kekulé na tento objev přišel, i samo jeho líčení této události: „Za svého pobytu v Londýně jsem se vracel jednoho večera opět posledním omnibusem pustými ulicemi. Ponořil jsem se do snění. Náhle se před mýma očima roztančily atomy. Viděl jsem, jak se často dvě maličké postavičky tak jako při tanci sdružovaly v páry, jak velké objaly dvě maličké, jak se ještě větší tři ba i čtyři vzaly do náruče a jak se všechny rozvířily v divokém reji. Viděl jsem pak, jak velké tvoří řetěz a vedou za sebou ty maličké.“ V jiném podobném snění viděl opět divoký rej, kdy postavičky vytvoří hada, který sám sebe uchopil za ocas. Zbytek noci jsem pak strávil tím, že jsem si tyto vidiny letmo načrtl na papír a udělal k tomu několik poznámek. U kekulého se setkala tato slovanská snivost s německou přesností a vědeckou důsledností. Jeho sny nezůstaly sny, ale objevil schopnost řetězení atomů uhlíku v kruzích. Pro postižení této struktury zvolil rovinné uspořádání, kdy se mezi atomy uhlíku střídají v molekule jednoduché a dvojné vazby. Předpokládal také, že se vazby v kruhu neustále vyměňují. Tím vysvětlil chemickou rovnocennost uhlíků benzenového kruhu. Proto se dnes za nejvýstižnější považuje vzorec s kruhem uprostřed, odvozený ve 20. Stol. z kvantově mechanických úvah. Později byly nalezeny i sloučeniny s dvěma a více přilehlými benzenovými jádry. Ke třem základním kamenům organické chemie – metanu, etylenu a acetylenu – přibyl tak další: benzenový kruh. Světem aromatických sloučenin se otevřela cesta k syntetickým barvám, lékům a třaskavinám. Strukturu benzenu zveřejnil Kekulé r. 1865MODUL 9 OSVĚTLENÍ

202

Pravěk

Člověk ovšem dlouho neznal jiný zdroj světla a tepla než Slunce, a tomu odpovídá i kult Slunce a význam slunečních božstev, která jsou ve všech pantheonech ta nejvyšší a nejváženější.Užití ohně jako umělého osvětlení se objevuje prokazatelně v souvislosti s magií, případně s nejranějšími formami umění. Jde o skalní kresby, které se velmi často objevují na stěnách jeskyní daleko od jejich vchodu. Je možno předpokládat, že právě tam použil člověk oheň vědomě pro jeho světelný účinek.Osvětlení je po nejdelší část lidských dějin symbolizováno ohněm a jeho jasem. Je ovšem možno předpokládat, že hlavní význam ohně byl spatřován v jeho teple a obraně proti šelmám. O užití ohně k osvětlení svědčí nález, pocházející z doby před asi půl milionem roků. Tento nález byl uskutečněn v jeskyni nedaleko místa Le Moustier ve Francii. Šlo o kostru lovce z doby acheulénské. Zbytky zvířecích kostí, roztroušených kolem tohoto lidského kosterního nálezu, nesou zřetelné stopy ohně. Nález bývá interpretopván tak, že si lovec morkové kosti v ohni opékal. Ona doba byla chladná a vlhká, a člověk proto hledal útočiště v jeskyních. Ty musel ovšem nejprve vybojovat proti dravým zvířatům, která s i hledala podobné příbytky, zde pomohl oheň, a v hlubokých jeskyních bylo nutno se orientovat, což opět umožňoval oheň. Nebyly to pouze jeskyně, ale záhy, kdy člověk začal dolovat sůl, objevil se stejný problém nutnosti získání světla. Nález, který byl učiněn roku 1573 v solném dole v Dürnbergu ukázal nejrozšířenější způsob. Zřejmě zasypaný horník, pocházející asi z konce 2. Tisíciletí ante, byl obklopen dřevěnými třískami, na jednom konci od ohně opálenými. K práci museli být tedy vždy nejméně dva, kdy jeden koal, hrabal či nakládal, zatímco druhý svítil. Svícení bylo náročnou činností, protože bylo nutno přenášet oheň z jedné dohořívající louče na druhou. Nejranější forma lampy mohla vypadat podobně jako ta, která byla nalezena v jeskyni La Mouthe ve Francii. Byl to jakýsi kahanec, naplněný zvířecím tukem. Jako knot mohl sloužit kousek rašeliny. Tyto kahance byly vyráběny z kostí nebo snadno opracovatelných kamenů, např. z pískovce. Po agrární revoluci, kdy člověk začal stavět stálé příbytky a živit se plodinami, které pěstoval na polích byl do domu vnesen i oheň. Ohniště bylo obvykle ve středu místnosti, a to buď na zemi nebo na vyvýšeném místě. Vyvýšením vznikl krb, jehož osvěcovací funkce je patrna ze starogermánské epické básně Edda. Oheň na krbu se zde nazývá "Sluncem domu". Velmi ceněné bylo umění oheň rozdělat. O tom svědčí i jedno místo v Homérově Odyssei, kde se chytrý Odysseus chlubí tímto svým uměním. Žádný smrtelník se prý s ním v umění štípání třísek a rozdělávání ohně nemůže rovnat. Již tehdy však bylo možno oheň přenášet na kovové míse, která se nazývala lamptérés a byl to vlastně nejen druh přenosného topidla, nýbrž i lampy. Dokud nebyly známy a rozšířeny kovy, používalo se k tomuto přenášení ohně i plochých kamenů, jak je to dosvědčeno u Vikingů. V římských chrámech nabývaly nádoby na oheň uměleckých forem a byly zvány kandelábry. Svícení třískami, loučemi, ovšem nebylo zapomenuto. Lidé brzo poznali, že ke svícení se nejlépe hodí smolnaté třísky smrkové a borové. Větší oheň a tedy i více světla dávala fakule, což byly svazky třísek, napuštěné smolou. Výrobci těchto fakulí byli organizováni ve zvláštním cechu, a smůlu dováželi až z alpských zemí. Člověk, který takovou fakuli nesl byl ovšem vystaven nebezpečí popálení, proto nedržel fakuli přímo, nýbrž byla zasazena do držadla - to je vlastně předchůdce svícnu. Toto držadlo bylo obvykle zhotovováno z vypálené hlíny. Svíčka je vynálezem takřka převratným. Předstupněm ke svíčce byla fakule, kde však místo dřeva byl použit papyrus, případně lněné nebo konopné vlákno. Toto vlákno se

203

napustilo smůlou, lojem nebo voskem, a nazýváno bylo funales cerei nebo krátce cerei. To znamená doslova "Voskovice", protože cera je latinsky vosk. Svíčky byly ovšem menší než fakule, a protože měly pouze jeden knot, nazývaly se candelae simplices. Jako knot sloužila dřeň z papyru, napuštěná sírou. Takto připravený knot byl poté tak dlouho ponořován do roztaveného loje nebo vosku, dokud se na něj nenabalil v dostatečně silné vrstvě. Řekové užívali svíčky poměrně méně než Římané - pouze při svátcích spojených s bohyní Artemidou se obětovaly koláče, posázené hořícími svíčkami. Ke svíčkám patřily od počátku svícny. V nich se svíčka buď napichovala na hrot, nebo se svíčka zastrkovala do otvoru. Zvlášť krásné svícny pochází z vykopávek v Pompejích. Ani lampa nezůstala pouze u svého již zmíněného pravěkého použití a výskytu. Kamenné lampy jsou doloženy ze starověkých kultur Egypta i Kréty. Jsou patrně součástí chrámové výbavy a hrály nějakou roli v kultu a při obětech, protože jsou to lampy až 1 m vysoké. K světským a praktickým účelům se používaly lehčí lampičky z pálené hlíny. Byla to vlastně malá otevřená nádobka s patrným protažením, kde knot vlastně pouze plaval a opíral se o protažený okraj. Některé lampy byly napájeny z větší nádržky, se kterou byly spojeny. Lampy byly napájeny olejem, a to ve Středozemí především olivovým. Vedle olivového byl používán i olej ricinový. V císařských dobách se v Římě prodávaly na svícení oleje vonné, hovící jemnému vkusu změkčilých Římanů. Z Marcialových básní je možno se dokonce dozvědět, že tyto vonné oleje bylo možno nakoupit u u obchodníka jménem Niceros. Vedle rostlinných olejů se jako svítidlo v lampách objevuje i olej zemní. Dle Plinia používali právě Babylonci v lampách naftu, jejíž prameny se na Blízkém východě objevovaly již tehdy. Jsou popsány v souvislosti s tažením Alexandra Makedonského, a v různých Alexandreidách se o podivných pramenech s hořící vodou a hořících jezerech básnilo ještě ve středověku. Starověké lampy ovšem svítily velmi nedokonale, protože nebyla známa podstata hoření a lampz dlouho zůstávaly na té nejjednodušší nejranější úrovni. Zbytky knotu se padaly do oleje a hromadily se tam, takže musely být kleštěmi odstraňovány, a lampa vinou nedostatečného přívodu vzduchu více čadila než svítila. Další okolností, kterou dnes dovedeme sotva pochopit a docenit, byla posvátnost ohně v lampě. Plamen lampy nesměl být člověkem zhašen, nýbrž musel uhasnout sám. Za zhašení plamene hrozily dle mínění lidí od bohů přísné tresty. Proto se v lampách usilovalo o to, aby náplň byla v patřičném poměru k velikosti knotu, a lampa tak klidně zhasla. Čas dohoření lampy tak byl určitou časovou jednotkou, a zde je možno odkázat na dějiny měření času, kde je i hořící svíčka podobným časoměrným zařízením. "Dohořela mu svíčka" je dodnes eufemistické vyjádření skutečnosti, nazývané smrt. Římané svítili lampami při všech příležitostech, a Cicero se jednou zmiňuje o tom, že by byl býval napsal více, kdyby mu nedohořela lampa. Při slavnostních hostinách nechyběly zlaté svícny, a zasloužilý občan mohl jako projev uznání od státu dostat světlonoše, který mu svítil na cestu. Lampy a svíčky byly oblíbenými dary, a to zvláště o saturnáliích, svátcích zimního slunovratu. Svíčky na našem vánočním stromečku s tím souvisí. Svíčky a lampy se, jako dosud, rozsvěcovaly i na hrobech. Veřejné osvětlení ulic ovšem nebylo a jediné světlo, které mohl noční chodec v antickém městě vidět, bylo světlo lunaparu, neboli česky nevěstince.

Osvětlení ve středověku

Středověk nepřinesl do osvětlování nic nového. I nadále se svítilo smolnými třískami, které někdy patřily k povinné dodávce, kterou poddaní zásobovali feudálovo sídlo. Svítilo se i lojovými svíčkami, což však bylo svícení poměrně přepychové. Knot svíček byl z koudele, V kostelech a v bohatších sídlech se svítilo svíčkami voskovými, včelí vosk dodávali poddaní

204

rovněž jako desátek. Teprve od 14. Století se objevují svíčky jako zboží, které je možno si koupit. Do té doby chodili výrobci svíček po domech, a tam na místě vyráběli svíčky ze zbytků tuku a jiného vhodného dodaného materiálu. I lucerna, tedy přenosná schránka na svíčku byla převzata ze starověku. Lucerny se používaly při církevních obřadech, ve vojsku, a říká se též, že jejich hojnými uživateli byli zloději. Olejová lampa rovněž nedoznala ve středověku žádné zdokonalení. Její světlo bylo stále stejně slabé, blikavé a čadící, a knot bylo nutno ručně povytahovat.

Nové hledání v novověku

Zdokonalená svíčka byly založena na zlepšení vlastností loje, který byl materiálem nejběžnějším. Šlo o to, zbavit lůj jeho roztékavosti, toho se dosahovalo převařováním a pročišťováním. Koncem 18. Století se objevuje velrybí tuk, který s nepatrným přídavkem vosku umožňoval výrobu svíček méně čadících a páchnoucích. Zdokonalení se dočkal i knot. Koudel byla nahrazena lnem a později bavlnou. Knoty však byly velmi často příliš tlusté a neohebné a špatně hořely. Bylo je také občas nutno tzv. "kratiknotem" přistřihovat. Byly vynalezeny knoty ploché i stočené, a tím vším měl být řečen problém, před kterým stojí výrobci svíček dodnes - zajistit soulad mezi uhoříváním svíčky a knotu, kdy knot nesmí hořet ani rychleji, což by vedlo k zhasnutí plamene, ani pomaleji, což vede k čazení, ohýbání se a nepravidelnému nekvalitnímu hoření a tím i osvětlení. Svíčka stearinová pochází z výzkumů a bádání francouzského chemika Michela Eugena Chevreula, který se zabýval výzkumem tuků. Rozložil živočišné tuky na glycerin, olein a stearin, a právě ze stearinu začali roku 1818 vyrábět Braconot a Simonin zhotovovat svíčky. Tyto svíčky hořely mnohem jasněji než svíčky lojové, nezapáchaly a nemastily. Díky tovární výrobě těchto svíček, která byla zahájena v Paříži, byly tytto svíčky i poměrně laciné. O výrobu svíček se pokoušel i slavný chemik Gay-Lussac, ale nezvládl výrobu knotů, a ani jeho metoda výroby, používající alkalie, nebyla nejlevnější. Větší úspěch měla metoda, založená na rozkladu tuků vápnem, a tuto metodu zdokonalil Adrien Gustav de Milly v Paříži. Jednu továrnu na svíčky založil v roce 1837 ve Vídni. Jeho svíčky se nazývaly Millykerzen, což se zjednodušilo na Milchkerzen. K tomuto názvu "mléčné svíčky" sváděla jejich bělost. S dalším zdokonalením výroby přichází roku 1854 francouzský chemik Berthelot v paříži. Nalezl možnost štěpení tuků parou, zahřátou na 180 C při tlaku 10 - 15 atm. Tuky se štěpily na glycerin a směs masných kyselin, která byla nazvána stearinem. Ani zde však hledání nekončí. Roku 1830 nalezl Karel Reichenbach v dřevěném dehtu voskovitou hmotu, která se neslučovala ani s kyselinami, ani se zásadami, a proto byla nazvána latinsky parum afinis, což znamená "málo příbuzná", zkráceně parafin. Později byl parafin nalezen i v zemním vosku ozokeritu který se těžil v Boryslavě v Haliči. Parafin se později stal důležitou surovinou organické chemie, zpočátku však sloužil takřka výhradně k výrobě svíček. Parafinové svíčky, vyráběné v Anglii kolem r. 1850 se nazývaly svíčkami belmontinovými, a to podle londýnské čtvrti Belmontu, kde byly vyráběny. Parafin byl původně černý, avšak podařilo se ho vybělit, a s malým přídavkem stearinu pro snížení roztékavosti se z tohoto materiálu vyrábějí dodnes.

Olejová lampa

Zdokonalení olejové lampy po takřka tisíci letech její stagnace je dílem slavného Geromina Cardana. (1501 - 1576). Umístil nádobku na olej poněkud výše, takže se olej do knotu nedostával pouze kapilární elevací, nýbrž dle zákona o spojitých nádobách. Dosáhl tím poněkud větší svítivosti. Se zajímavým zlepšením přichází rovněž slavný Leonardo da

205

Vinci. Postavil nad plamen plechový komínek, čímž se snažil zlepšit odtah spalin a tím i přívod vzduchu k plameni. I když ani zde nebyl efekt nijak zvlášť patrný, byl to první pokus o cylindr. Uprostřed 18. století bylo vynalezeno zařízení, umožňující jednoduše a spolehlivě popotahovat knot otáčením ozubeného kolečka, zapadajícího do posuvného knotu. V té době byl ke svícení používán ponejvíce olej řepkový. Nelze minout zdokonalení, kterým přispěl pařížský hodinář Carcel. Jako hodinář využil hodinový stroj, který poháněl malou pumpičku, vhánějícího olej do hořáku s knotem. Svítivost se sice zvýšila, avšak lampa hlasitě tikala a musela se často natahovat. Doposud se svítilo knotem s kruhovým průřezem. Roku 1783 použil Francouz Léger v Paříži poprvé knot plochý. Tento knot má mnohem lepší poměr povrchu vzhledem k průřezu. Hořící látka se tedy dostává do kontaktu se vzduchem na větší ploše a plamen je vydatnější a svítivější. Tuto ideu dále rozvinul Švýcar Aimé Argando, žák Lavoisierův. Ten v roce 1783 vynalezl hořák s dutým válcovým knotem. Dutý knot se pohyboval mezi dvěma plechovými trubičkami, i tento knot bylo možno jednmoduše povytahovat. Po zdokonalení knotu byl již na řadě zatím náznakový cylindr. Pařížský lékárník Quinquet usoudil, že místo plechové rourky nad plamenem by byla lepší skleněná, která by neubírala světlo. Aimé Argand dovedl tuto myšlenku konečně do konce - spustil skleněný cylindr (doslova "válec") tak nízko, že se plamen ocitl uvnitř. Cylindr působil jako komín, což zlepšilo přívod vzduchu k plameni a tedy i jeho svítivost. Problémem zůstával přívod oleje do knotu. Používané rostlinné oleje mají poměrně velkou viskozitu, takže jejich schopnost v dostatečném množství putovat knotem až k plameni musela být "povzbuzována". To se v některých lampách dělo pružinou stlačovaným pístem, který tlačil olej do hořáku s knotem. Řešeno bylo také doplňování oleje do lampy - to se podařilo svislou nádržkou, umístěnou nad lampou, jejíž vyústění bylo v úrovní knotu. Jakmile se hladina oleje snížila, vnikl do ústí zásobníku vzduch a uniknuvší olej doplnil opět hladinu v lampě na potřebnou úroveň.

Petrolejová lampa

Problém s přílišnou hustotou rostlinných olejů se žádnými čerpadly nepodařilo uspokojivě vyřešit. Proto se hledalo jiné svítivo, které by byl knot schopen v dostatečném množství nasávat sám. Tato látka byla nalezena v petroleji. Petrolej je jednou ze složek, vznikajících při destilaci ropy. Je to frakce s bodem varu 140 - 300 C. Petrolej je kapalina dostatečně řídká a velmi hořlavá. Pro jeho bezpečné použití je nutno původní olejovou lampu zcela překonstruovat. Zásobník petroleje musí být dostatečně vzdálen od hořáku a uzavřen. V žádném případě to nemůže být otevřená miska s knotem, položeným na její hraně, jak to bylo možno u oleje. Vzdálení nádržky od hořáku je však u petroleje možné právě proto, protože petrolej stoupá kapilárami knotu dostatečně rychle v dostatečném množství. Petrolejový plamen proto hoří stejnoměrně a klidně. První petrolejová lampa byla sestrojena americkým chemikem Silimanem roku 1855. Petrolejovými lampami se začalo svítit pouze o pár roků později, kdy byla tato látka díky dokonalé obchodní organizaci k sehnání takřka ve všech koutech světa. Petrolejová lampa zatlačila olejovou velmi rychle. Olejové lampy, které se dnes objevují, jsou ryze dekorativní a především mají své poslání v šíření vůně, z hořícího aromatizovaného oleje pocházející. Petrolejová lampa ovšem nekralovala dlouho. Konkurence, která jí záhy vyrostla v plynu a elektřině, ji odsunula do zapadlých koutů jako "světlo chudých".

Plynová lampa

206

Postup, který můžeme sledovat v látkách, použitých ke svícení, je výmluvný. Na počátku je to pevná látka, poté tekutina, a je pouze otázkou času, kdy bude využit plyn. Není to celkem novina nijak revoluční - i při hoření dřeva či petroleje hoří ve skutečnosti plyny a páry. S hořlavým plynem se člověk setkával již odedávna. V dolech se vyskytují plyny, které jsou hořlavé a ve směsi se vzduchem výbušné, hořlavý je i tzv. plyn bahenní. V Holandsku prý v zimě navrtávají led, pod kterým se tento plyn shromažduje. Jeden holandský studnař prý plyn ucházející ze země do zvláštní nádrže shromažďoval a doma jím topil. Od topení k svícení je ovšem ještě dosti daleko, protože tyto plyny hoří nesvítivým plamenem a k svícení je nutno použít žárové punčošky. Ty se však objevují až tehdy, kdy je člověk schopen hořlavý plyn si vyrobit sám. To, že při suché destilaci dřeva vzniká hořlavý plyn, bylo známo již dávno. Uhlíři zapalovali plyny, unikající z milířů, kde vyráběli dřevěné uhlí, ale velmi dlouho nikoho nenapadlo, tato plyny nějak využít. Teprve Angličan William Murdock, provozní inženýr v továrně Boulton & Watt v Soho u Birminghamu, zařídil první plynové osvětlení. Plnil plyn, unikající při suché destilaci uhlí do nadehtovaných měchýřů a vozil je s sebou při svých nočních jízdách a svítil si na cestu. Roku 1792 se mu podařilo osvětlit svůj byt. Boulton i Watt dobře pochopili význam tohoto vynálezu a vybídli Murdocka, aby osvětlil plynovými lampami jejich továrnu. Podobné pokusy probíhaly i ve Francii. Francouzský inženýr Philippe Lebon experimentoval s plynem, vznikajícím při suché destilaci dřeva. Podařilo se mu tento plyn "rozsvítit" roku 1796, ale úspěchu nedosáhl. Své svítidlo nazval "thermolampa" a napsal o ní spis. Získal také roku 1799 "výsadní listinu", ale štěstí mu lampa nepřinesla. Jeho povoláním, ke kterému byl nadřízenými přitahován spočívalo ve stavbě mostů a silnic. Nakonec skončil v prosinci 1804 ubodán na Elysejských polích. Praktického úspěchu dosáhl tedy pouze Murdock, a to poté, kdy se podařilo odstranit některé nedostatky. Když byl 27. Března roku 1802 uzavřen mezi Francií a Anglií mír v Amiensu, byla továrna firmy Boulton & Watt slavnostně osvětlena dvěma slunci z plynových lamp. Nato objednala přádelna bavlny v Salfordu plynové osvětlení s několika sty hořáky. I když z dnešního hlediska byl murdockův plyn dosti nekvalitní, firma byla s osvětlením spokojena. Kvalitu plynu znamenitě zlepšil Samuel Clegg, rovněž zaměstnanec Boultonovy továrny. Vynalezl totiž čištění plynu. K osvětlování však dosud nebyl používán v domácnostech, protože nepříjemně zapáchal. Neexistoval také rozvod plynu, takže všude, kde mělo být plynové osvětlení instalováno, musela být malá plynárna. O zavedení ústředního zásobování a rozvodu plynu se zasloužil Angličan Winsor. Prý to byl původně Jan Winzler, pocházející ze Znojma. Do problematiky využití plynu byl uveden samotným Lebonem, od kterého přejal i nadšení pro tuto myšlenku. To mu umožnilo nezaleknout se nedůvěry, shromáždit potřebný kapitál a v roce 1807 rozsvítit plynovým světlem ze své plynárny ulici Pall Mall v Londýně. Winsorova společnost však ztroskotala na jeho nedostatečných teoretických vědomostech a teprvé po spojení s Cleggem a založení nového podniku se dalo plynové osvětlení na vítězný pochod. Westminsterský most byl osvětlen 31. Prosince 1913, a plynové světlo se v Anglii rychle šířilo. V paříži instalovali plynové osvětlení roku 1815. První pražská plynárna byla postavena v Karlíně a první svítilny byly rozsvíceny 15. Září 1847. I tuto plynárnu vybudovali Angličané. Plynový hořák byl na počátku velmi jednoduchý. Konec přívodní trubky byl uzavřen plechovým víčkem s několika otvory. Lepší a jasnější světlo poskytoval rořák skulinový nebo motýlkový, vynalezený Stonem roku 1805. Konec přívodní trubky je ucpán kusem mastku, pilkou proříznutým. Plamen má pak tvar vějíře, a plamen tak připomíná petrolejovou lampu s plochým knotem. Byly i hořáky, připomínající knot válcový. V této době se však už na světě objevila elektrická žárovka, takže další zdokonalování plynového osvětlení je celkem zoufalou snahou o udržení se proti takto vyvstalé konkurence. Zdálo se, že nebude trvat

207

dlouho, a plynové osvětlení bude nahrazeno pohodlnějším a mnohem jasnějším světlem elektrickým. Ve chvíli této velké nouze nastal jakoby zázrak. Plynové světlo bylo nadlouho zachráněno a elektrické bylo ještě nadlouho odsunuto do pozadí. Stalo se to tím, že světlo vyzařované pouhým plamenem bylo nahrazeno žárovým plynovým světlem. To spočívá v tom, že zde nesvítí plamen plynu, nýbrž plyn se spaluje nesvítivým světlem o tak vysoké teplotě, že svítí hmota touto teplotou rozžhavená. Barva žárového světla se také mnohem víc blíží barvě denního světla slunečního. Postup zdokonalování plynového osvětlení touto cestou byl zahájen Drummondem, který roku 1826 vynalezl tzv. vápenné světlo. To bylo světlo vznikající rozžhavením vápna nebo křídy v plameni směsi vodíku a kyslíku. Bylo to světlo neobyčejně jasné, avšak jeho použití bylo velmi omezené. Podobné řešení nalezl Francouz Gillard. Ten vynalezl tzv. platinovým světlem. Vodní plyn, vznikající působením vodní páry na rozžhavené uhlí svým plamenem rozžhavoval jemný košíček z platinových drátků. Platina je však příliš drahá a košíčky neměly dlouhou trvanlivost. Na šťastnou myšlenku přišel až roku 1885 rakouský chemik Auer z Welsbachu. Při zkoumání vlastností zvláštní skupiny prvků, zvaných "vzácné zeminy" se zabýval i jejich chováním při vysokých teplotách. Po dlouhých pokusech přišel až na směs 99 % kysličníku thoria a 1 % kysličníku ceru. Když byla tato slitina rozžhavena v plameni Bunsenova hořáku, rozsvítila se neobyčejně jasně. Tak dospěl Auer ke své proslulé plynové punčošce, která je základem dlouhé éry plynového osvětlení. Pod tlakem rostoucí dokonalosti elektrického osvětlení, a to jak obloukovými lampami, tak žárovkami, a rtuťovými výbojkami, bylo osvětlení plynové ještě dále zdokonalováno. Byly hledány prostředky pro zvýšení svítivosti a lepší rozložení světelného toku, tedy aby lampy svítily tam, kam je třeba. Objevují se lampy s hořáky dvou a mnohoplamennými, lampy s předehřívaným vzduchem podle staršího návrhu Siemensova. Plynové osvětlení bylo na dlouhou dobu nejrozšířenějším způsobem veřejného osvětlení v městech s plynárnou a rozvodnou sítí. Lampář, rozsvěcující dlouhou tyčí večer lampy (otevíral ventil a plyn se vznítil od stálého plamínku) byl čímsi poetickým, stejně tak jako ráno lampy zhášející. V Praze bylo plynové osvětlení ještě v šedesátých letech 20. Století. V osvětlení domácností se plyn neujal. Jeho nevýhody, ať již poměrně složitá manipulace, velká spotřeba vzduchu a zápach zplodin, zde byly příliš patrny.

Elektrické osvětlení Oblouková lampa

Bylo -li 19. století nazýváno stoletím páry, pak je tím poněkud neprávem odsunuta do pozadí další člověkem objevovaná a využívaná energie, jejíž bouřlivý rozmach se odehrál rovněž v této době. Po objevení zdroje stálého elektrického proudu ve Voltově sloupu následuje zanedlouho teoretické poznání zákonitostí tohoto smyslům skrytého jevu, ale současně s tím, a někdy i před tím, praktické pokusy a aplikace elektrického proudu. Snad již první pokus, který člověka při spatření dvou vývodů Voltova sloupu nebo jejich baterie napadne, je spojit tyto vývody vodičem "nakrátko". Tento nejjednodušší, přímo elementární pokus učinil Humprey Davy, a to s dostatečně velkou baterií Voltových článků, jakou disponovala londýnská královská společnost. Platinový drátek se rozžhavil tak, že vydával světlo. Tak se dostala na svět idea žárovky.

208

Roku 1813 pak připevnil na póly baterie 2000 Voltových článků jousky dřevěného uhlí a přiblížil je k sobě na dotek. Na stykovém místě se uhlíky tak silně zahřály, že se rozžhavily. Úkaz se však nepřerušil, ani když byly uhlíky od sebe oddáleny. K velkému překvapení všech přihlížejících nastal mezi oběma uhlíky světelný most, nazvaný "oblouk". Oblouk ovšem září poměrně slabě a pouze modrými a fialovými paprsky. Intenzivní světlo pochází z rozžhavených uhlíků. Uhlík, tvořící záporný pól neboli katodu dosahuje 3000 C a na kladném, anodě, je teplota až 4000 C. na Anodu připadá asi 85 % světla, vyzařovaného při tomto jevu. Obě elektrody se rozprašují a uhořívají, anoda se prohlubuje do tvaru kráteru a katoda se zahrocuje. Anoda přitom uhořívá dvakrát rychleji než katoda. Již tyto samy okolnosti zakládají povahu konstrukčních problémů, které bude nutno řešit při stavbě obloukové lampy. První podoba Davyho "lampy" nebyla pro osvětlování prakticky použitelná - uhlíky držel a přibližoval experimentátor v podstatě rukou a to samo neumožňuje ani delší dobu udržení oblouku, a již vůbec ne jeho stálost. Proto se několik desetiletí v tomto směru nic nedělo. Teprve v roce 1841 se pokusil Francouz Deleuil osvětlit obloukovými lampame Place de la Concorde v Paříži. Uhořívání uhlíků chtěl zamezit tím, že umístil elektrody do vzduchoprázdné báně. Vzhledem k nedokonalému vakuu však nebyl výsledek nijak přesvědčivý. Lepšími výsledky bylo korunováno úsilí známého fyzika Foucaulta. Ten především použil místo dřevěného uhlí uhlíky z retortového uhlí. To je uhlí, které prošlo suchou destilací při výrobě svítiplynu. Největším přínosem Foucaultovým je však návrh první konstrukce mechanismu, udržujícího uhlíky v potřebné vzdálenosti, tedy přibližující je potřebnou rychlostí v potřebných proporcích, daných odlišnou rychlostí uhořívání anody a katody. Foucaultovo zařízení bylo elektromagnetické a byl v něm využit proud, napájející lampu. Tato oblouková lampa byla poprvé použita roku 1846 při představení Meyerbeerovy opery "Pokrok" v pařížské opeře. Foucaultova oblouková lampa v této opěře s příznačným názvem představovala východ Slunce, a to tak, že zrcadlový reflektor vrhal světlo oblouku na hedvábné stínidlo. Úspěch tohoto světelného efektu byl obrovský, a nebylo snad představení, ve kterém by nebyl nějak využit. Foucaultova oblouková lampa byla napájena z baterie zinko-uhlíkových Bunsenových článků. Foucaultem navržené a Dubosquem sestrojené regulační zařízení bylo příliš složité. Podstatným zjednodušením této konstrukce přispěl Archereau. Regulace přibližování uhlíku se zde děje solenoidem, tedy cívkou, vtahující ocelové jádro. Byla to jedna z cest řešení tohoto nelehkého problému, se kterým zápasilo mnoho konstruktérů. První velká dodávka obloukových lamp se uskutečnila v souvislosti se stavbou španělské severní dráhy, kde se stavělo i v noci. Svítilo se 20 obloukovými lampami, a všechny tyto lampy byly napájeny elektrickými články. Citelnější rozvoj obloukových lamp mohl ovšem nastat teprve tehdy, až se podařilo elektrickou energii vyrábět mechanicky. Vynález dynama, uskutečněný Siemensem a takřka současně Wheatstonem roku 1867 odstranil nutnost drahé a objemné baterie článků, napájejících každou obloukovku. Ani tak však oblouková lampa nezačala vytlačovat plynové osvětlení s takovou rychlostí, jak se někdy předpokládalo. Příčinou bylo jednak to, že oblouková lampa měla neregulovatelnou příliš velkou svítivost, nevyhovující mnoha potřebám. Dalším problémem tohoto osvětlení byla nezbytnost samostatného obvodu pro každou jednotlivou obloukovou lampu. Problém sériového zapojení obloukových lamp trápil konstruktéry ještě velmi dlouho. Celkem elegantním řešením několika těchto technických problémů byla oblouková lampa ruského vojenského inženýra Pavla Jabločkova, žijícího ve Francii. Uhlíky zde nejsou umístěny "proti sobě", nýbrž vedle sebe, odděleny izolační vrstvou kaolinu. U nové svíčky jsou uhlíky spojeny na konci tenkým tuhovým proužkem, který při zapnutí odstartuje oblouk. Oblouk poté postupuje a elektrody uhořívají rovnoměrně díky tomu, že tato lampa byla

209

napájena střídavým proudem, takže role anody a katody se neustále střídá. Kaolinová izolační přepážka se vypařuje s tím, jak oblouk postupuje po délce elektrod. Uhlíkové elektrody byly obvykle kolem 22 cm dlouhé a vydržely svítit 1,5 hodiny. Nevýhodou bylo to, že když oblouk zhasl, což se stávalo poměrně často, vinou nerovnoměrné kvalitě uhlíků, lampa se již sama nezapálila. Pro svůj tvar byla tato konstrukce nazývána "Jabločkovova svíčka". Jabločkovovy svíčky byly poměrně rozšířeny, v roce 1877 jimi v Paříži bylo osvětleno několik ulic a opět slavné náměstí Place de la Concorde. Byly umístěny v báních z mléčného skla, které dávaly ostrému světlu oblouku příjemnější barvu. Osvětlovaly se jimi velké slavnostní prostory a společenské místnosti, i prodejní místnosti obchodního domu Magazin du Louvre. V roce 1878 bylo v Paříži v provozu několik set Jabločkovových obloukových lamp. Jejich zmíněné nevýhody vedly konstruktéry k dalšímu hledání, které se znovu vrátilo k pokusům o konstrukci spolehlivého a jednoduchého přibližovacího zařízení, zajišťujícího mimo jiné i stálou polohu oblouku. Objevilo se několik zásadních koncepcí regulace. První z nich byla regulace seriová. Při ní protéká proud, proudící do anody solenoidem, do kterého je vtahováno jádro, spojené přes dvouramennou páku s kladným uhlíkem. Uhoří-li uhlíky a zvětší-li se tím vzdálenost mezi nimi, stoupne odpor a zmenší se proud protékající solenoidem. Tím se zmenší i síla, vtahující jádro a kladná elektroda se vlastní vahou přiblíží k záporné, takže je oblouk znovu posílen a solenoid napájený větším proudem ustálí jádro v nové poloze. Tento způsob regulace byl celkem spolehlivý, neumožňoval však seriové zapojení několika obloukových lamp. Každý automatický regulační zásah v jedné lampě totiž ovlivnil velikost protékajícího proudu i v ostatních zapojených lampách a celý systém se nezadržitelně a nezvládnutelně destabilizoval. Nedostatky seriového zapojení odstraňovalo zapojení derivační. Zde protéká hlavní proud pouze uhlíky, vinutí solenoidu je zapojeno v paralelní větvi. Platí zde tedy zákonitost větvících se elektrických obvodů, pravící, že poměr proudů v jednotlivých větvích je v obráceném poměru k odporům těchto větví. Oddálením elektrod zde vzroste odpor v oblouku, což zvýší proud protékající solenoidem a ten přitáhne jádro. Tím se elektrody k sobě přiblíží a rovnováha je obnovena. Jelikož celkový proud, protékající takto regulovanou obloukovou lampou je ve svém součtu i při regulačních zásazích stejný, výkyvy proudu v oblouku jedné lampy se prakticky nepřenáší na lampy ostatní, a ty také svítí i tehdy, když oblouk v jedné lampě uhasne. Ještě dokonalejší je systém regulace, zvaný diferenciální. Její podstatou je sloučení regulace sériové a derivační. Tuto regulaci vynalezl roku 1878 inženýr firmy Siemens & Halske Hefner-Alteneck. U obloukové lampy s touto regulací je sériově k oblouku připojen hlavní solenoid s malým počtem závitů vodiče o větším průřezu a paralelně vedlejší solenoid s větším počtem závitů vodiče s menším průřezem. Železné jádro zasahuje svými konci do obou solenoidů. Jádro je jednoramennou pákou spojeno s anodou. Prodlouží-li se oblouk, vzroste odpor v hlavním obvodu elektrod a zvětší se proud v paralelním solenoidu, který přitáhne jádro. V případě, že se elektrody příliš prodlouží, vzroste proud v sériově zapojeném solenoidu a vtažením jeho jádra dojde opět k oddálení. Tento regulační systém tady dokáže aktivně reagovat na obě odchylky od žádoucího stavu vzdálení elektrod. Teprve po vynalezení tohoto spolehlivého regulátoru došlo k značnému rozšíření obloukových lamp. Poprvé byly předvedeny v Berlíně při živnostenské výstavě v roce 1879. Udivovalo na nich jejich klidné světlo, lišící se od do té doby běžnému neurotickému kolísání světelné intenzity těchto lamp. Právě lampami s touto regulací byly v roce 1882 osvětleny některé významné berlínské třídy. Diferenciální regulaci obloukové lampy zdokonalil v letech 1879 až 1880 proslulý český elektrotechnik František Křižík. Jeho solenoidová jádra jsou kuželová, což zlepšuje režim fungování celé regulace. Firma Schuckert v Norimberku tyto lampy dále zdokonalila tím, že jádro rozpůlila a oba solenoidy, sériový i paralelní postavila vedle sebe. Tím se lampa zkrátila

210

asi o polovinu. Takto zdokonalená oblouková lampa obdržela na elektrotechnické výstavě v Paříži roku 1881 první cenu. Hledání nových způsobů regulace však tím neskončilo. Čeští konstruktéři Sedláček a Vykulil přicházejí s řešením, založeným na hydraulickém systému elektricky ovládaných pístů, spojených s elektrodami. Takto regulované obloukové lampy se používaly na lodích a lokomotivách. Vývoj dokonalejších typů obloukových lamp šel několika směry. Byla zlepšována kvalita uhlíků, aby byl oblouk stálejší, přísady některých kovů do materiálu uhlíku zvyšovalo světelný výkon, přídavek některých solí umožňoval měnit i barvu světla. Nejvýkonnější obloukovou lampu patrně sestrojil německý konstruktér Beck, jehož lampa měla svítivost 2 miliardy svíček. To, jak bylo spočteno, znamená, že z Měsíce by se toto světlo, umístěné ve světlometu jevilo jako hvězda šesté velikosti, viditelná pouhým okem. Právě sloupy světlometů, pročesávající noční oblohu, patří k představě války a protivzdušné obrany. I tam byla oblouková lampa.

Žárovka

Jeden z prvních pokusů, kterými Humprey Davy zkoumal dosud netušené možnosti elektrického proudu, bylo rozžhavení platinového drátku. Považuje se za pravděpodobné, že to před ním zkoumali a shledali i jiní, Davy na to však hlasitě upozornil. Teprve roku 1836 se v Belgii objevuje myšlenka, že by snad uhlíkové vlákno ve skleněné baňce mohlo svým svitem sloužit jako bezpečná důlní lampa, byly to však pouze úvahy bez nějakého konkrétního výsledku. O rozžhavení platinového drátku se znovu pokusil roku 1840 anglický fyzik Grove. Proti shoření pojistil své vlákno skleněným poklopem, uzavírajícím rozžhavené svítící vlákno nad vodní hladinou. Kyslík se v této prostoře rychle spotřeboval a vlákno neshořelo. V tu dobu se tato idea stala pro mnoho vynálezců broukem v hlavě. Vynálezce jménem Molyens upevnil nad vlákno v nádobce s vyčerpaným vzduchem nádobku s uhelným prachem. Uhelný prach měl padat na vlákno, které by tak více svítilo. Myšlenka se neujala. Největší přínos o sestrojení svítící a použitelné žárovky patří ovšem "Čaroději z Menlo parku", jak býval nazýván Thomas Alva Edison. Touto myšlenkou se začal zabývat roku 1878 a i on použil nejprve platinový drátek. Dopadlo tro však podobně jako u jeho předchůdců, platinový drátek se po krátkém svícení přepálil. Tomu se zprvu snažil čelit zvláštním zařízením, majícím regulovat teplotu drátku tak, aby nepřesáhla jistou hodnotu. To se dělo tyčinkou, kolem níž bylo vlákno omotáno, aniž se jí dotýkalo. Jakmile se tato tyčinka přílišnou teplotou prodloužila, sepnula paralelní obvod, který snížil proud ve vláknu a to se tím poněkud ochladilo. Na praktické použití bylo toto zařízení příliš složité a praktického výsledku jím nebylo dosaženo. Po 13 měsících pokusů s platinovým vláknem i trpělivý Edison usoudil, že tudy cesta nevede a věnoval se jiným objevům. Reálnější cesta se mezitím objevovala díky jiným výzkumníkům. Byli to ti, kteří experimentovali s vláknem uhlíkovým. Pokusy s uhlíkovou tyčinkou byly konány Američanem Starrem a Rusem Konnem. Objevovaly se i zajímavé mezičlánky mezi obloukovou lampou a žárovkou, spojující výhody i nevýhody obou. Po jisté odmlce se ovšem Edison k žárovce znovu vrátil. Pochopil, že celý problém je především obsažen v nalezení vhodného materiálu vlákna. Věděl již o některých jinými dříve vykonaných pokusech se zuhelnaťelými materiály, a to i s pokusy, které vykonal Němec Göbel a Angličan Swan. Závěr Edisonova hledání bývá podán v jeho vlastním líčení. Vypráví v něm, jak se se svým asistentem pokoušeli zuhelnatět bavlněné vlákno a zasadit ho do bańky. Právě to byla ovšem tak složitá procedura, při které se vlákno vždy přetrhlo.

211

Následovaly nové pokusy a cesty do sklárny, kde měl být zuhelnatělý kousek vlákna zkušeným foukačem skla uvězněn v baňce. Nakonec se i to podařilo, z baňky byl vyčerpán vzduch a do vlákna zaveden proud. Vlákno se rozžhavilo a svítilo. S napětím sledovali, jak dlouho vydrží svítit. Máme-li Edisonovi věřit, pak vydrželi na svou svítící žárovku hledět nepřetržitě 40 hodin. Nebylo to sice ještě ono, poznali však, že řešení je nutno hledat ve zuhelnatělých vláknech. Zuhelnaťovali všechno, co se jim dostalo do ruky. Edison říká, že kdyby do jeho laboratoře přišel v té době chromý, zuhelnatěli by mu berly. Posléze zuhelnatěli kousek bambusové tyčinky z japonského vějíře. Úspěch se zdál být dokonalý, nastal však jiný problém. Bylo třeba zjistit, který z mnoha druhů bambusu byl právě pro výrobu tohoto vějíře použit. Rozeslal své spolupracovníky do Amazonie, na Sumatru a do Japonska, aby věc zjistili. Právě v Japonsku se nakonec dopracoval pravé odrůdy. Základní patent na žárovku s bambusovým vláknem mu byl udělen v lednu roku 1880 a ještě v témže měsíci uspořádal slavnostní předvedení, když žárovkami osvětlil zahradu v Menlo Parku. Bylo ovšem nutno vyřešit ještě mnoho problémů, souvisejících s materiálem vodičů, přivádějících proud do bańky a do vlákna, bylo nutno nalézt způsob, jak vyčerpat z baňky vzduch, jak připevnit kovovou patici atp. Právě tím, že Edison dokázal nalézt řečení i všech těchto souvisejících problémů je dáno také to, že je známější než například Angličan Swan. Edisonovy žárovky byly poprvé v počtu 350 kusů použity na parníku "Columbia", a to v květnu roku 1881. Edisonova žárovka se také představila na elektrotechnické výstavě v Paříži roku 1881, kde získal Křižík zlatou medaili za svou obloukovou lampu. Elektrické světlo bylo ovšem závislé na zdroji a rozvodu elektrické energie. Plynové osvětlení svůj rozvod již mělo, elektrický proud se dočkal teprve opět zásluhou Edisonovou, který 3. Září roku 1883 zahájil provoz první elektrárny v Pearl Street v New Yorku. Žárovky vyráběla v té době firma "Edison Companyů, sídlící v menlo Parku a zaměstnávající zprvu 15 dělníků. Brzo byla přeložena do Newarku, nedaleko New Yorku, kde záhy zaměstnávala 265 osob, většinou dívek. Bambusem zásoboval továrnu statek v Japonsku. Továren, vyrábějících žárovky, vzniklo zanedlouho velmi mnoho. Všechny tvrdily, že vyrábějí dle vlastního originálního postupu, bylo však jasno, že porušují Edisonův patent. Když se chýlila doba platnosti patentu ke konci, přistoupil Edison teprve k tomu, že všechny tyto firmy žaloval. Tak došlo i na firmu Beacon Vacuum Pump and Electrical Company v Bostonu. Bylo nápadné, že si tato firma vyžádala odklad k náležité přípravě. Při procesu pak předložila tvrzení, že zná jméno muže, který žárovky z bambusového vlákna zhotovoval již 25 let před Edisonem. Byla to pravda, a oním mužem byl původem Němec Friedrich Göbel. Tento přistěhovalec, původně učitel a posléze hodinář byl neobyčejně pilný a vytrvalý a proto se mu podařilo vyvinout žárovku, a jako výrobci tlakoměrů se mu podařilo snadno zvládnout umístění vlákna do skleněné bańky, i vyčerpání vzduchu vývěvou vlastní konstrukce. Göbel však nedovedl svůj vynález obchodně využít a rozšířit, a proto upadl do zapomenutí, ve kterém by zůstal, nebýt tohoto procesu, který skončil nakonec smírem. Žárovka doznala již poměrně záhy některých změn a zlepšení. Tak Američan Howel přišel roku 1899 na zlepšený způsob výroby vlákna, jiné pokusy hledaly nahrazení bambusu zuhelnatělou celulosou. První žárovky byly také někdy z obavy o bezpečnost uživatelů opleteny drátěnou mřížkou, mající zamezit zranění střepy při případném rozbití bańky. Význam elektrické žárovky u nás pochopil i velký průkopník elektrotechniky František Křižík. Vlákno jeho žárovky bylo zhotoveno z aloe. V Německu se výrobě žárovek věnoval Ing. Emil Rathenau, zakladatel firmy AEG, Allgemeine Elektrizitäts-Gesellschaft. Počátkem 20. Století začaly být žárovky s uhlíkovým vláknem vytlačovány žárovkami s vláknem kovovým. Materiál svítícího vlákna je stále předmětem nového hledání a zdokonalování. Jsou žárovky s vláknem osmiovým, tantalovým, wolframovým, a zdá se, že žárovku i přes velkou konkurenci budeme používat ještě hodně dlouho.

212

Výbojové zdroje světla Zvláštní jev pozoroval roku 1842 Christian Winkler. Vzduchoprázdná trubice, obsahující kapky rtuti zazářila vždy, kdy byl na kontakty umístěné v trubici zapojen induktor. Trubice začala v tuto chvíli zářit. Tohoto jevu si povšimnul Geisler, a vyvolal tento jev v trubici o průměru asi 4 cm a délce 50 cm. Hliníkové elektrody byly na obou koncích trubice. Z trubice je vyčerpán vzduch a kdykoliv je pak na elektrody přivedeno vysoké napětí, začne vyzařovat světlo. Geislerova trubice se však k osvětlování nehodí. K osvětlování užil výbojový zdroj poprvé Moore, který roku 1904 naplnil trubici kysličníkem uhličitým. Jiní již předtím zkoušeli opět trubici s rtuťovými parami,

Veřejné osvětlení

Zvlášť důležitým způsobem aplikace prostředků umělého osvětlení je osvětlení veřejných prostor, komunikací a náměstí. Existence či neexistence veřejného osvětlení. Bylo-li světlo pochodní a fakulí používáno při náboženských slavnostech, pak je právě v tom možno vidět počátky veřejného osvětlení, protože právě tato světla nejen že dodávala akci slavnostní ráz, ale umožnila protáhnout oslavu až do noci. Již ve starověkých městech se pak z příležitostného osvětlení stalo časem opatření trvalé, a to i proto, že sloužilo k zvýšení bezpečnosti města jak proti vnějším nepřátelům, tak uvnitř. Nejjednodušší je oheň rozdělaný v bráně či na přístupové cestě. Veřejné osvětlení měla hellénistická města, která byla jako jeden z nejranějších projevů sociálního inženýrství navrhována řeckým architektem Hippodamem. V Antiochii se pří římský císař, tudy projíždějící, nemohl v noci vydat inkognito do ulic, protože by byl ve světle veřejného osvětlení poznán. Ve středověku byly jedinými světly svíčky či lampy před obrazy svatých, avšak i ty měly význam alespoň orientační. Teprve na sklonku středověku se stává světlo statkem, který si člověk nechce nechat vzít ani v noci. V Paříži bylo proto již v polovině 16. století rozestaveno více než 700 kotlů, ve kterých hořela smůla. Teprve plynové osvětlení však umožnilo vnést světlo do temných koutů měst. Zavedení veřejného osvětlení však nebylo pouze technickým problémem. Bylo nutno se vyrovnat s námitkami, které měly někdy zvláštní podobu. Když se uvažovalo v 19. Století o zavedení plynového osvětlení v Kolíně nad Rýnem, byly v místních novinách sneseny tyto argumenty proti:1. Podle Bible je Bohem ustanoveno, aby bylo světlo ve dne a tma v noci. Člověk nemá

právo toto ustanovení věčného řádu měnit a vůbec se mu vzpouzet.2. Pohyb lidí v noci, umožněný osvětlením, povede k nachlazení a nemocem, protože v noci

je obvykle chladněji než ve dne.3. Z filosofických a etických důvodů není žádoucí, aby strach člověka před temnotou byl

odstraňován. Strach před temnotou chrání slabé povahy před hříchem, a osvětlené ulice povedou k tomu, že se v hospodách bude hýřit až do noci.

4. Osvětlení ulic je důležitým doplňkem národních a náboženských slavností, povznášejících národní a náboženské cítění. Tento účinek se seslabí nebo dokonce zcela ztratí, když budou ulice osvětleny každou noc.

Podobné námitky se ozývaly i u nás, a proto i v Praze bylo veřejné plynové osvětlení zavedeno až v roce 1828. Současné osvětlení měst dosahuje takové míry, že jsou městské aglomerace z oběžné dráhy družic patrny jako souvislé světelné pásy. Přesvětlení oblohy znesnadňuje astronomické pozorování na hvězdárnách, které nejsou dostatečně daleko od měst. Člověk, který nad sebou nevidí takřka každodenně propastnou hloubku hvězdné oblohy může snadno propadnout pocitu, že on sám je ředitelem vesmíru.

213

MODUL 10 SDĚLOVACÍ TECHNIKA

214

Vývoj prostředků k přenosu informací

. Spojovací technika je nemyslitelná bez artikulované řeči. I ta se objevuje právě v této fázi vývoje člověka. Je to po stránce anatomické vysoké patro a uzavřaná řada zubů, co umožňuje precizní artikulaci a vede postupně k přechodu na článkovanou, artikulovanou řeč. Je pochopitelné že řeč je v několika směrech předpokladem inteligence. Řeč je „vnitřním jazykem“ lidského myšlení, které je schopno pracovat s pojmy a klást základy fantazie i tvořivého a kritického myšlení. Mozek těchto prvních bytostí byl sotva poloviční ve srovnání s mozkem dnešních lidí, a skrze řeč se jeho kapacita nesmírně zvětšila. Řeč umožnila přejímání zkušeností i jejich uchovávání, a to často v podobě magického rituálu.Společenskou základnou této vývojové fáze je řeč – je již tehdy nejmocnějším prostředkem soudržnosti i dalšího rozvoje, je základním prostředkem uchovávání, předávání i šíření informací. Řeč umožňuje spolupráci a koordinaci při kolektivních činnostech. Zatímco systém koordinace oka a ruky byl zděděn, koordinace a komplex sluchu a řeči je novým výtvorem. U zvířat jsou zvuky projevem emocí, což kdesi hluboko zůstává i u člověka, nadto je rozvíjena významová složka, a to v poesii i magii. Instinkt je nahrazován společenským formováním a tradicí. Řeč souvisí s další fází, kterou je záznam, a to nejprve číselný a později i významový. Z hlediska zaměření této kapitoly je důležité především sledovat, jakým způsobem dokázal člověk v minulosti překonat onu hranici, danou tím, kam vidí jeden člověk a jak daleko je hlas jednoho člověka slyšet. Jak uvidíme, mnoho nejranějších komunikačních linek je založeno na jednoduché myšlence "řetězu", a to buď řetězu optických signálů, nebo řetězec akustický, předávající rovněž signál od jedné "stanice k druhé. Možný je i prostý přesun, doprava člověka, nesoucího informaci. Takovým prostředkem byl v Řecku "hemerodromos", což znamená "jednodenní běžec" Řecký hemerodromos Phidippos ¨měl se zprávou o vpádu Dareia I., když byl vyslán Athénskými k Lakedaimonským pro pomoc, uběhnout 225 km za 24 hod. Když roku 490 zdolali Řekové přesilu Peršanů v bitvě u Marathonu, doběhl Diomedon přenést zprávu do Athén. Marathonský závod se běží od té doby 42 195 m . Za Augusta Gaia Iulia Caesara Octavia 63 ante – 14 post – byla udržována pohotovost rychlonohých mladíků, později povozů a koňských potahů a přepřahacích stanic. Tyto stanice byly opatřeny tabulkou, na které bylo napsáno „Statio postia“ - stanice položená (tolik a tolik stadií od Říma). Odtud pochází základ v mnoha jazycích známého slova "pošta" Ohňové signály jsou prastarým řetězem, zvýrazněným jasnou viditelností ohně v noci. Agamemnon po bitvě o Troju, poslal zpráva manželce Klytaimestře v Mykénách. Zpráva byla přenesena řetězcem devíti ohňů za jednu noc. (dle Aischyla v Orestei) V peloponéské válce byly podle Thukidida ohňové signály něčím obvyklým, (431 – 404), a Plinius Starší 23-79 píše o věžích, ze kterých byla ohněm dávána znamení, že se blíží mořští lupiči. Písmena dokázali přenášet ohňovými signály až alexandrijští filosofové Kleoxénés a a Démokleitos ve 3. stol ante. Všechna písmena řecké abecedy vepsali do tabulky o 25 polích a počtem světel ve dvou řadách pochodní udávali polohu vysílaného písmene. Smluvený signál – řecký hrdina Théseus se při výpravě na Minótaura domluvil se svým otcem, králem Aigeem, že když vše dobře dopadne, vymění černé plachty za bílé. Na to však z radosti z vítězství zapomněl, a otec, vida loď s černými plachtami, vrhl se do moře. V Byzantské říši, ohrožované výpady saracénů, existovala po řadu let dokonce stálá „ohňová linka“, která vedla napříč Malou Asií až do Konstantinopolu (Istanbul) Linka měla

215

sedm retlanslačních stanic, a končila v císařském paláci. Kód spočíval v tom, že význam signálu se určoval hodinou vysílání, (čas se určoval podle vodních hodin, spuštěných při západu slunce) Tuto rafinovanost vymyslel poradce císaře Theofila 829-842 Leon matematik. Když se roku 1742 se ve Frankfurtu nad Mohanem volil nový císař Svaté říše římské národa německého a Francouzi byli na výsledek tak zvědavi, že chtěli kanony jméno vystřílet. Pro náklady, které by s tím byly spojeny se spokojili s tím, že jméno Karla VII bylo přeneseno prostřednictvím kouřových signálů. Je známa pískací řeč domorodců z Kanárských ostrovů, bubnové signály afrického nebo amazonského pralesa.

Optický telegraf

Na rozdíl od předcházejících příležitostných "řetězů" představují následující optické telegrafy relativně proorganizovaná stálá zařízení, což znamená nespornou novou kvalitu. Vše začíná pochopitelně již v Římě. Již roku 310 píše římský Flavius Vegetius Renatus v díle Institutiones (zařízení, nástroje), že „na věžích pevností a měst jsou umístěna břevna, jejichž různou polohou jsou vojskům dávána znamení. Znovu přivedl tuto myšlenku na svět Robert Hook, (1635-1703). Ke čtení signálů byli vybíráni strážní ostřížího zraku, dalekohled užil až 1690 francouzský fyzik Guillaume Amontons 1663-1705. První novodobou delší linku optického telegrafu si dal v r. 1763 mezi Londýnem a Newmarketem vybudovat pro svou soukromou potřebu pozdější ministr Richard Lowel Edgeworth, Gaussův telegraf 1821 (Johann Karl Fridrich Gauss 1777-1855) – „heliograf“, jehož hlavní součástí bylo zrcadlo, ovládané pákovým mechanismem, heliotrop. Zařízení vrhalo buď záblesky do zorného pole pozorovatele, nebo prasátka na mraky. Poprvé použit zeměměřiči v Hannoversku, k signalizaci vzdálených zaměřovacích bodů slouží dodnes. Dále tu myšlenku dovedl až Claude Chappe, 1763-1805, původně se měl stát knězem, ale zajímal se více o přírodní vědy. Když vypukla francouzská revoluce, chtěl pomoci rodící se republice, a napodlo ho, že vojsko i úřady by potřebovaly rychlé a spolehlivé spojení. Nejprve zkonstruoval telegraf s jednou rafií a ciferníkem symbolů, podobných těm, jaké zavedl již Hooke. Dvakrát mu to rozbili a k tomu byly stížnosti, že znaky jsou špatně čitelné. Pak si vzpomněl na dětská léta, kdy posílal zprávy pomocí dvou různě zkřížených hůlek, a vynález byl na světě. Pomohl mu také vyhlášený hodinář a mechanik Louis Abraham Bréguet, kterého vyslal Konvent, aby se postaral o nejvhodnější konstrukci. 22.3.1792 předložil Chappe k posouzení projekt francouzských tachygrafů, a 26.7. 1793 jej Konvent schválil s tím, že první linka povede z Paříže do Lille. Když byl 15. 8.1794 uveden do provozu, měl na své 210 km dlouhé trase 23 stanic.

Telegrafie V červcenci 1747 měli Londýňané senzaci - ctihodný biskup W.Watson dal položit přes Westminsterský most železný drát, upevněný na izolátorech ze suchého dřeva a poté jím pustil elektrický náboj. Tím dokázal, že elektřina se šíří nekonečně rychle, v srpnu tento pokus zopakoval na vzdálenost asi 16 km. Za první vlaštovku použití elektřiny v předávání zpráv je možno považovat i dopis, který zaslal 1.února 1753 jistý pan C.M. ze skotského Renfrewu svému dnes již stejně anonymnímu příteli. Nastínil v něm možnost zasílání depeší prostřednictvím statické elektřiny, totiž přiskakujícími zelektrizovanými papírky a elektrickými jiskrami. Má se zato, že za iniciálami se skrýval renfrewský občan

216

Charles Marshall, který prý se v těchto věcech vyznal. První konkrétní návrh elektrostatického telegrafu však pochází až z r. 1774, a jeho autorem je ženevský matematik Georges Louis Lesage (1724-1803) 25 vodiči přenášel náboj, vyráběný třecí elektrikou na některé z 25 kyvadélek s kuličkami z bezové duše, a ta po zelektrizování od vodičů odskakovala. Když Rakušané roku 1806 vtrhli do Bavor, byl o tom Napoleon zpraven Chappeovým telegrafem a díky tomu rychle přitáhl do Bavor a Rakušany zahnal. Na hostině u bavorského hraběte Montgelasa, kde se věc přetřásala, byl též lékař dr. Samuel Thomas von Sommering, 1775-1830 který pojal okamžitě úmysl telegraf zdokonalit. Zajímal se totiž o galvanické proudy hned po jejich objevení. 8.6. 1809 se zavřel v pracovně, 22.6. zapsal „pracuje dobře“ 6.8 telegrafoval na vzdál. 724 stop a 18.8. na 2000 stop. Zdrojem proudu byl Voltův sloup z 15 brabantských tolarů. Již předtím byly zprávy o španělských telegrafech elektrostatických a elektrolytických, kde se různě tvarované kolíčky zasouvaly do některé ze 27 zdířek, označených písmeny abecedy, čárkou nebo opakovacím znaménkem. Každá zdířka byla spojena s jedním ze 27 zlatých drátků, přitmelených ke dnu nádoby s okyselenou vodou. Při propojení určitého vodiče se na příslušném drátku rozpoutal proces elektrolýzy a objevily se na něm bublinky. Hraběte Montgelase, mecenáše celého projektu, ovšem apparát nijak nenadchl, od Francouzské akademie dostal odpověď, že Chappův telegraf je nepřekonatelný a Napoleon to označil za německou myšlenku. Sommeringův telegraf nebyl první, leč spíše poslední. Mnohem perspektivnější bylo totiž využití jiného principu. Na Oerstedově objevu, že magnetka se uchyluje ze své polohy působením el. proudu, sestrojil Schweigger multiplikátor, to jest vodič, probíhající v mnoha závitech kolem magnetky. Toto zařízení zesiluje účinek elektrického proudu na volně zavěšenou magnetku. Na tomto principu je založen telegraf, který r. 1825 sestrojil ruský státní rada Schilling, jenž použil magnetky a multiplikátoru. Na tenkém hedvábném vlákně byla zavěšena magnetka, umístěná v dutině multiplikátoru. Aby její pohyby byly lépe znatelné, byla opatřena papírovými kotoučky odlišných barev. Dle směru proudícího proudu se magnetka vychýlila tím či oním směrem. Schilling používal 5 magnetek, jejichž kombinacemi mohl vysílat písmena i cifry. Později zjednodušil zařízení tak, že vystačil s jednou magnetkou. I on měl budíček k označení začátku telegrafování Místo mnohovodičového vedení použil pouze 6 vodičů a telegrafní značky tvořil kombinací proudů v různých vodičích. Telegraf měl tedy 5 kombinačních prvků a pracuje se dvěma stavy – pod proudem a bez, což poskytuje 32 kombinací. Byl postaven v Petrohradu mezi Admiralitou a Zimním palácem. Vzdálenost možného telegrafování byla omezena citlivostí přijímacích přístrojů. Pomocí bylo relé, vynalezené Charlesem Wheatstonem – kontakty se spojily ponořením do nádobky se rtutí. Relé je český fonetický přepis francouzského relais nebo angl. Relay, znamenajícího přepřahací stanici. Toho času se v Gottinkách zabývali Gauss a Weber částečně v laboratoři a částečně na hvězdárně bádáním o elektřině, a snažili se vyvinout dorozumívací prostředek. Užili rovněž multiplikátor s poněkud větší, asi 0,5 m dlouhou magnetkou, na které bylo připevněno zrcátko. To zesilovalo vychylujícím se světelným paprskem pohyby magnetky. Zařízení to v létech 1833-38 bezvadně fungovalo. Nevýhodou ovšem bylo, že značka trvala pouze velice krátce.Pokud nebyla vysílaná značka zachycena, byla ztracena. Bylo jasno, že by bylo dobré, aby byl příjem spojen se záznamem. Tuto schopnost dodal svému telegraf mnichovský fyzik Steinheil r. 1837. Dostal totiž rozkaz od samotného bavorského krále, aby zařídil v Mnichově podobný telegraf, jaký měli Gauss a Weber. Dva vychylující se magnety byly zakončeny kapilárními rourkami, které působením proudového impulzu zanechávaly stopu na papírovém pásu. Vznikly tak dvě řady bodů, jejichž kombinace označovaly písmena. Zařízení bylo doplněno dvěma odlišně znějícími zvonky, takže bylo možno zprávu okamžitě přijímat i akusticky. Steinheil přišel při

217

kladení vedení na první německé železnici mezi Norimberkem a Furthem i na ten důležitý objev, že místo jednoho vodiče je možno použít kolejnici. V letech 1835-1850 byly všude konstruovány nové telegrafní systémy (které byly ovšem postupně zatlačeny vynálezem Morseovým). Přesto se některé udržely i nadále, a to zvláště ve službě železniční. Sem náležel zejména telegraf Whatestoneův a Cookeův, kterého se ještě v 80. letech používalo na drahách anglických. Sestával ze dvou multiplikátorů, mezi nimiž byla na horizontální ose upevněna lehká magnetka. zesilováním nebo zeslabováním proudu se docílilo různé polohy magnetky, která byla spojena s ukazatelem. Ukazatel ukazoval na některé z písmen, nalézajících se na obvodu desky ciferníku. Tyto "ručičkové telegrafy" konstruoval ve zdokonalené podobě Werner Siemens, Elektromagnet zde neuvádí do pohybu páku zapisovacího stroje, nýbrž v pravý okamžik zastaví rotující kolo v jeho pohybu. Na vysílací stanici se telegrafovalo tím, že se otáčelo klikou po kotouči, na jehož obvodu byla písmenka. Tím bylo vysláno tolik impulzů, kolik písmenek klika přeskočila. V přijímací stanici se kolo posunulo o stejný počet impulzů, a zastavilo se tedy na telegrafovaném písmenu.

Velikým pokrokem byl přístroj, zvaný tiskací stroj telegrafický, který r. 1831 vynalezl Angličan David Edwin Hughes. Ten se narodil v Londýně, 1838 se odebral do Ameriky, kde se stal učitelem hudby, ale věnoval se pokusům s elektrickým proudem. Svůj tiskací stroj si dal patentovat ve všech státech Evropy, které procestoval. Rakousko zaplatilo za tento vynález 40.000 zl. Telegraf má otáčející se kolo s písmenky na obvodu a klaviaturu s písmeny. kolo se v souladu se signálem přitlačí k papíru, aniž se zastaví. Za minutu bylo možno vyslat až 120 písmen. Jednou věcí bylo ovšem objevení nového možného systému, druhou pak jeho skutečné uplatnění a zavedení.Největší zásluhy o druhou fázi má Werner von Siemens 1816-1892. Pocházel z chudší rodiny a proto se přihlásil na vojenskou dělostřeleckou školu v Berlíně, kde se studovalo bezplatně. 1838 přeložen do Wittenbergu, kde byly jeho studie přerušeny dramatickou událostí – byl sekundantem u souboje a odsouzen za to na 5 let v citadele v Magdeburku. Před nástupem navštívil obchod chemikáliemi a nakoupil si zásoby, které se mu podařilo propašovat do vězení. Dělal experimenty s galvanickým zlacením a stříbřením, což ho bavilo natolik, že byl milostí, která přišla po měsíci, zklamán. Na svůj postup získal patent, který se jeho bratru Wilhelmovi podařilo v Anglii dobře prodat. Jeho nejvýznamnější vynálezy jsou z oboru telegrafie 1847 zdokonalil telegraf tak, že ručka postupně ukazovala na písmena nebo číslice přenášeného sdělení. S 6000 půjčených tolarů a mladým berlínským mechanikem Georgem Halskem založil v Berlíně 1847 firmu Telegraphen Bauanstalt Siemens Halske. Tak byl položen základ pozdějšího světového elektrotechnického koncernu. Když 1892 zemřel, měla firma 3500 zaměstnanců. První větší zakázkou bylo vybudování telegrafního spojení o délce 645 km na trase Berlín-Frankfurt. 1852 staví 1100 km dlouhou linku Kronštadt – Varšava. Stavba trvala pouze několik měsíců, přichází další objednávka - Moskva – Kyjev – Oděsa- Petrohrad – Helsinky. V Petrohradě zřídil pobočku, vedenou bratrem Karlem, ze které později vznikl závod Elektrosila. K izolaci použil nově objevenou látku gutaperču. Zkonstruoval lis na izolování měděných vodičů, zahájil výrobu kabelů, které bylo možno klást i na dno řek a moří. 1868 založili bří S. akciovou společnost The Indo-European telegraph Co. , linka 11000 km sloužila 61 let, postavena za 2 roky. Přenos lidského hlasu

Hlas volačů byl dorozumívacím prostředkem již v 6. stol ante, tento způsob dálkové komunikace používali Médové. Od Médů převzali tuto metodu Peršané, zprávy se tak šířily až 30x rychleji, než donášená poselství. 1870 byla vynalezena hlásná trouba, kterou od

218

Číňanů odkoukal rytíř na dvoře Karla II., Samuel Morland. Obyčejnou rouru navrhoval k hovoru používat 1579 neapolský učenec Gimbattista della Porta. S podobnou myšlenkou přichází francouzský vědec Jean Baptiste Biot (1774-1862), a to poté, kdy viděl jak se domlouvají rourou dělníci při kladení vodovodu. Ještě 1904 to chtěl jistý pan Freitag zdokonalit tím, že by bylo využito svítiplynové potrubí pod tlakem, kde se zvuk šíří ještě lépe. Přenos hovoru trubicí se používá na parnících, v hospodách, na stejném principu byl založen "akustifon" v drožkách k možnosti dohovoru mezi pasažéry v kabině a drožkářem na kozlíku.. 1667 zjistil Hook ,že napjaté vlákno může na vzdálenost asi 200 m přenášet zvuk i slova. Byl to tzv. milenecký telegraf, jaký se používal ve Španělsku - dvojice nádob s blankou místo dna. Prodávalo se na poutích - dva lesní čertící spojení šňůrkou.

Za prvopočátek elektrického dorozumívače se považuje věta, která se objevila 18. srpna 1854 v článku "Elektrický přenos hlasu" v pařížském časopise L. illustration. Píše se tam toto: Mluví-li se proti pohyblivé destičce, která je tak poddajná, a svým kmitáním přerušuje spojení s baterií, pak může jiná, vzdálená destička vykonávat shodné kmity. Autorem článku byl francouz Charles Borseul, tichý a nenápadný státní úředník. V Akademii mu ale řekli že je to nesmysl, a když se pak po objevech Bellových Francouzi snažili dokázat, že Francouz byl první, bylo již pozdě.

Johann Philipp Reis se nar. 7. ledna 1834 v hessenském Gelnhausenu jako syn pekaře. Brzo osiřel a byl vychováván strýcem ve Frankfurtu. Ten ho místo na techniku poslal do učení k obchodníku barvami. Filip se však učil fyziku dál a posléze přesedlal na učitelství. Ve staré kůlně si zřídil laboratoř. sestrojil poplašné zařízení proti darebům, obtěžujícím kolemjdoucí u kašny. kašna měla několik šikmo vzhůru stříkajících fontán a nezbedníci ucpávali jeden z nich, což způsobovalo, že voda v ostatních dostříkla dále a zkropila kolemjdoucího měšťana. Reis si udělal do kůlny odbočku vedení, s manometrem, a kdykoliv se zvýšil tlak vody, mohl vyběhnout a jako učitel zasáhnout. Přitom si však uvědomil si, že manometr je vlastně svou membránou obrazem ucha, jehož model také pro školní kabinety sestavil. Spíše však šlo o model, založený na určité představě funkce ucha.

Prvné Reisův telefopn byl prozaicky z pivní bečky - Reis byl chudý učitel - ve které byl místo zátky plechový konus opatřený na užším konci membránou z prasečího střívka. K němu přitmelen plíšek s kolíčkem z platiny, který s druhým, nepohyblivým, vytvořil kontakt. Podobný byl receptor. Byla to 10 coulů dlouhá pletací jehlice, ovinutá železným drátem, přichycený ke korpusu houslí, později resonátoru z krabice od doutníků. První hovor r. 1860 na škole v Friedrichshofu s jedním žákem, který seděl v koruně stromu. 26. října 1861 uspořádal přednášku na téma "Telefonie galvanickým proudem", Tuto přednášku proslovil Reis před členy Fyzikálního spolku v nedalekém Frankfurtu. Ohlas nebyl valný. V roce 1862 vrátil vydavatel "Análů fyziky a chemie" Johann Christian Puggendorff Reisovi článek s popisem telefonu a sdělil mu, že přenos řeči považuje za holý nesmysl. Po dvou letech se situace obrátila. Spory se vedly o to, zda Reisův telefon mluvil nebo nemluvil. Verdikt nejvyššího soudu ve Washingtonu zněl: pouze hudební zvuky, ne řeč. Při pokusu, uspořádaném k vyšetření této otázky v roce 1927 to však prý částečně šlo.

Alexander Graham Bell pocházel z ševcovské rodině ve Skotsku. Otec Alexander se jednou stal shakespearovským hercem. Když slyšel, jak herci špatně mluví, začal se věnovat výuce přednesu. Začal studovat mechanismus řeči. stal se z něj fonetik Toto zaměstnání již v rodině zůstalo, převzal ho i syn David Charles a Alexander Melvill. Kolem r. 1856 se Alexander Mellvil Bell stal v tomto oboru vynálezcem. Sestavil soubor symbolů pro

219

znázornění postavení hlasových orgánů při vydávání jednotlivých hlásek a slabik. To nazval viditelná řeč. Umožníl hluchým naučit se mluvit. 3.3. 1847 se narodil syn Alexander Graham s hudebními vlohami. Jako 16 letý zahájil učitelskou kariéru. Návštěva u Wheatstoneho, kde viděl jakýsi mluvící přístroj. Pak četl od Helmholze o možnosti vyluzovat samohlásky pomocí tří ladiček. Tento vynález se nazývá Harmonický telegraf . Roku 1867 se Bellovi přestěhovali do Londýna. tam zemřeli dva sourozenci, aby se zachránil Alexander Graham, stěhují se do Kanady. Seznámil se s Indiány, 1871 odjel do Bostonu, aby si našel zaměstnání, vyučuje v bostonské škole pro hluchoněmé, 1872 si otevřel vlastní ústav. Univerzita mu nabídla místo profesora fonetiky, kde působil až do r. 1877. Zde si získal bohaté přátele. myšlenka multiplexního tónového telegrafu, různé kmitočty, kdy reaguje pouze určitá ladička. zamiloval se do Mabel dcery právníka, kterou vyléčil z hluchoty. Ladičky harmonického telegrafu byly posléze nahrazeny plochými pery, která je délkou možno snadno ladit. Roku 1874 uviděl v laboratoři MTI dva přístroje, jeimiž bylo možno graficky znázornit časový průběh zvuků. Jmenují se fonoautograf a manometrická schránka, v nichž Bell spatřil cennou vyučovací pomůcku. Němý žák vyslovoval do trychtýře tlakové schránky hlásky tak dlouho, až se křivka jeho hlasového projevu přiblížila vzoru správné výslovnosti, zachycené fonoautografem. Fonoautograf mu připomínal lidské ucho a Bell se pokusil tuto podobnost ještě prohloubit. jeho přítel, ušař dr. Clarence Black mu vypreparoval ucho z mrtvoly. Pokusil se sehnat odborného mechanika, a elektrotechnický podnik mu přidělil Thomase A. Watsona. Roku 1875 usoudil Bell, že harmonický telegraf je natolik dobrý, že je možno požádat o patentní ochranu. Současně navštívil western Union telegraph Company, která měla 1866 2250 služeben. K telefonu se tedy Bell blíží oklikami, avšak každý z těchto malých krůčků má svůj význam. Problémem je ona přeměna hlasu v elektrický signál.V té době se tímto hledáním zabývá několik lidí. Roku 1856 koná ve Francii fyzik Theodor de Moncel pokusy s tlakovým mikrofonem. Bell zkoušel nejprve drát, nořící se do vodivé kapaliny. 10.3.1876. Je zaznamenána památná příhoda - Bell si vylil kyselinu na kabát, zavolal Watsona a on to slyšel! Následovaly nové zkoušky membrán, magnetů i trychtýřků, 1877 se objevilo mluvítko schuchátko - hrncový elektromagnet s membránou jako pokličkou. To se střídavě přikládalo k uchu a k ústům. Tak je také telefon vystavem na výstavě, kde kde zprvu nevzbuzuje žádnou zvláštní pozornost.O obrat se postaral hrabě z Alcantary, brazilcký císař Pedro I - vyznamenal Bella pozorností a telefon se stal takřka senzací.. První hovor byl uskutečněn 9. října 1876 mezi Bostonem a 2 míle vzdáleným Cambridgem. V červenci 1877 je založena Bell telephone Corp. 11.7. 1877 si vzal Bell vzal za manželku Mabel Hubbardovou. Uhlíkový mikrofon k bellovu telefonu ovšem vynalezl Edison. Začátkem roku 1877 se propracoval ke kotoučku ze směsi kaučuku a tuhy a 27. dubna t.r. získal na tento uhlíkový mikrofon patent. Následující model již obsahoval proměnlivý dotek platinového plíšku s kapslí petrolejových sazí, zamontovaný do pouzdra Bellova telefonu.

Patentovou listinu na jiný uhlíkový mikrofon vlastní také německý emigrant židovského původu bytem v Bostonu, dříve v Hannoveru, Emile Berliner, 1851-1929, leč však jeho datum je až 7.7.1877.

Tvůrcem slova "mikrofon" je bezesporu Hughes. Proč je uváděn jako vynálezce mikrofonu? Začal také až roku 1877, kdy už Edison měl patent. Za podstatu mikrofonu označil vodič, jehož odpor se mění v závislosti na dopadajícím zvuku. (to objevil du Moncel 20 let před ním). Vyzkoušel kdeco - železné piliny, bronzový prášek, olověné broky, i tři rezavé zkřížené hřebíky. V konečné podobě měl jeho mikrofon tvar svislé tyčinky, spočívající svými zahrocenými konci v podpěrkách z téhož materiálu. Chůze mouchy po základovém prkénku

220

zněla prý jako dupot koňského spřežení po dřevěném mostě. Telefonní mikrofon dneška sestrojil v r. 1879 anglický duchovní Henry Hunnings. K vložce s uhlíkovými zrny se propracoval přes zvětšování počtu Hughesových tyčinek a zmenšováním jejich rozměrů.

Další vynálezci téhož - Elisha Gray narazil na akustické projevy el. proudu v r. 1867, když něco dělal s polarizovaným relé. Náhodně pak spojením kontaktu induktoru s vanou pozoroval opět akustické jevy, čímž přiveden na myšlenku elektrického telefonního klavíru. 16 kláves spouštělo elektromagnetické vibrátory a v přijimači, podporovaném resonátory, ve dvou oktávách celých tónů 16 ocelových tyčinek, podobných těm, jaké užíval Reis. 14. 2. 1876, možná o hodinu či dvě dříve nebo později se i on dostavil na patentní úřad s telefonem, který jakoby z oka vypadl bellovu. Edison později všachny spory o původnost a prvenství lapidárně shrnul do věty, která bude nejspíše pravdivál: "My jsme ukradli Bellovi sluchátko, a on nám ukradl mikrofon".

My, dráty telegrafní, telefonní a elektrické,Jsme kovové ruce moderní souvislosti,Věrné a spolehlivé, rychlé a energické,Lhostejně řadíme ke zlu dobro, k neřestem ctnosti,

K činžáku palác, klášter k bordelu, věznici k dílně,Ke městům města, venkov k metropolím, lid k lidu, Dni horečně pracujících a nocí okoušejících vilněStíráme rozdíly a zabraňujeme klidu,

Ve vteřinu každou bleskem pojíme s národem národ,Mozky a srdce jejich, bursy a ministerstva,Všechno, co země lidskému rodu a lidský si posílá rod,Se slepou objektivností neseme zčerstva,

V jedinou hymnu velebnou spojujeme křiky,Jásoty, jeky, řevy, otázky, odpovědi,V jediný chorál vítězný harmonisujeme ryky,Rázy a rachoty práce, řinčení zlata i mědi,

A hřmějící internacionálou abychom spojily světy,Když nad mořem zvítěziti se ukázalo radno,V kabelech, sdruženy a do kaučuku vklety,Mlčky jsme sestoupily okeánem až na dno.

Bezdrátová telegrafie

221

Se vyvinula jednak z pokusů německého fyzika Hertze 1888 s vlnami buzenými el. jiskrami, a dále z pokusů srbského vynálezce Nikoly Tesly, pracujícího s vysokofrekvenčními netlumenými vlnami.

Prvními průkopníky jiskrové telegrafie jsou A.S.Popov a Giulio Marconi. Popov sestrojil r. 1895 přístroj s Brandlyho Kohererem a s antenou (jeho vynález), kterým indikoval blesky a později i radiotelegrafické zprávy. Poté sestrojil i vysílací přístroj s Hertzovým oscilátorem, ale bez vysílací antény.

Marconi začal s pokusy 1846, vysilač sestával z jiskřiště a anteny a přijimač s kohererem a antenou (koherer - skleněná trubička s železnými pilinami, sloužící jako detektor elm. vlnění. Objevil 1838 švédský fyzik Munk, 1879 jej vynalezl znovu D.E. Hughes, a 1890 franc. fyzik Brandly). 1897 již dokázal vysílat na vzdálenost 70 km. 1898 byla marconiho soustava zlepšena kombinací ladění mezi okruhem vysílacím s přijímacím s induktivní vazbou. 1902 dosahl Marconi spojení mezi Anglií a Amerikou.

Telegrafie netlumenými vlnami - založeno v pokusech 1891-97 N. Tesly, el. oblouku i vysokofrekvenčního generátoru. Elektronka - John Ambros Fleming, , anglický profesor na různých universitách, , 1904 vynalezl dvouelektronku bez mřížky, tedy diodu.

Hertz experimentálně potvrdil 2.2.1888 existenci elmag. vln, otevřený kmitavý obvod, kde je energie vyzařována do prostoru. V tom je genialita Hertzova. Dvě kovové, navzájem izolované tyče, umístěné na společné ose a opatřené kuličkami s mezerou asi 5 mm. Nemyslel na praktické využití „k přenosu hovoru by muselo být zrcadlo velké jako kontinent“. Hertzův rezonátor byl ovšem velmi málo citlivý, což se změnilo vynálezem Angličana Olivera Lodge, , který 1894 zjistil, že kontaktní elektrický odpor drátku, dotýkajícího se lehce kovové tyčinky, je ovlivněn dopadající elektromagnetickou vlnou. Toho využil pařížský profesor fyziky Eduard brandly a sestrojil tzv. koherer, jímž nahradil hertzův resonátor. Je to sleněná trubička o prům. asi 4mm, v níž jsou umístěny kovové válečky, mezi nimiž jsou jemné piliny ze směsi niklu a stříbra. Elektromagnetická vlna způsobí mikroskopické výboje, koherer se stane vodivým. Na uvedení do výchozího stavu se užívá dekoherer, jakési klepátko, pracující jako elektrický zvonek.

A.S. Popov 1852-1906

Vystudoval univerzitu v Petrohradě a později se stal profesorem matematiky a fyziky na námořní torpedové škole v Kronštatu. Seznámil se s Hertzovými objevy, experimentoval s kohererem a r. 1895 sestrojil přístroj na registraci atmosférických výbojů – grozootmětčik. Ten indikoval blesky až na vzdálenost 30 km. Jelikož proudy byly malé, byl dekoherer ovládán přes relé. Svůj vynález předvedl 7.května 1895, o rok později předvedl první radiotelegrafické spojení. Použil vysílač s jiskřištěm, do něhož zapínal proud v rytmu morseových značek. Přístroj doplnil zapisovačem, první radiotelegram byl mezi dvěma budovami 250 m vzdálenými. Později použil k přenosu zperáv na moři. Admiralita využila 1899 při záchraně obrněné lodi Generálporučík Apraxim, která ztroskotala.

Guglielmo Marconi 1874-1937

Původem z Bologne, seznámil se s Maxwellovou teorií i s Hertzovými pokusy, jako 21 letý stavěl antény a dělal pokusy, uskutečnil řadu spojení na stále se zvětšující vzdálenosti. Když

222

dosáhl 3 km, nabídl italské vládě, ale ta neměla o jeho vynález zájem. Proto odjel do Londýna a navázal kontakt s gen ředitelem pošt, který tyto pokusy podporoval. 2.6. 1896 podává patent „zdokonalení přenosu elektrických impulsů a příslušné přístroje“ Navazuje spojení na 20 km, Založil společnost, vyrábějící vysilače a přijímače, především pro lodní dopravu. Přijímáno s nedůvěrou, ale po přispění k záchraně lodi East Goodwin se stal známým po celém světě. Chtěl uskutečnit přenosy přes kanál, na spojení Evropy s Amerikou měly monopol kabelové společnosti. Jeho systém sestával ze známých prvků – jiskrový oscilátor, koherer, morseův klíč, Marconi používal jako anténu Hertzův dipól.

Jiskrová telegrafie

Oscilátor je buzen tzv. Ruhmkorffovým induktorem, což je v podstatě transformátor, omožňující jiskry o doskoku až 10 cm. Každé tečce i čárce odpovídá určitý počet jisker. Od jiskrových výbojů se přecházelo ke generátorům, produkujícím netlumenou vlnu. Elektrický oblouk. V Praze 1908 Nikola Tesla pracoval s netlumenými vlnami. 1897 začal stavbu velké stanice v Coloradu, 200 kW s dosahem 1000km 1900 světová stanice na Long Islandu

Josef Murgaš 1864-1929 – Narodil se v Tajové u banské bystrice, bohosloví vystudoval v Ostřihomi, malířství s církevními náměty. 1896 se odstěhoval do Ameriky kde v Pennsylvanii působil jako duchovní. Vybudoval vysílací a přijímací stanici s anténou vysokou 60 m. Používal tónový systém – jen tečky o různé výšce tónu. To je zárodek kmitočtové modulace. V německu Adof Slaby, 1900 spojení na vzdál. 150 km.

Nejstarší počítací pomůcky

Nejstarší počítací pomůckou jsou prsty, jejichž název (digit) dal název celé soustavě elementárního chápání nespojitých procesů. Některé národy prsty při počítání z pěsti napřimují, jiné je naopak ohýbají. Papuánci na Nové Guinei tak počítají dodnes. Je to základ pětkové, a do jisté míry i desítkové soustavy. První skutečná počítací pomůcka vznikla asi 3000 ante v Číně a nazývala se suan-pan. Částečně to vypadá jako naše dětské počitadlo a je v pětkové soustavě. Později přejato v pozměněné podobě Japonci a tam je známa jako soro-ban a Rusy pod názvem sčot. V prvé čtvrtině 17. stol. byly v Anglii vynalezeny dvě matematické pomůcky, založené na dvou úplně odlišných principech. Je to jednak logaritmické pravítko a jednak tzv. Neperovy kostičky. Nápad sestavit logaritmickou stupnici dostal profesor Oxfordské univerzity E. Gunter (1851-1626) a předložil ji veřejnosti roku 1620. Sestrojení logaritmického pravítka, které bylo Gunterovým objevem velmi usnadněno, se připisuje různým autorům (Neper, Augsre, Wingatte a jiní). Neperovy kostičky, lépe tyčinky(bacilli Neperiannes) vynalezl skotkský matematik John Neper (1550-1617) ,jinak horlivý puritán, který „proti nepřátelům boha a pravého náboženství“ vynalezl jakási zapalovací zrcadla, dělo a mitrailleusu. Myšlenku logaritmů pojal nezávisle na Bürgim asi 1594. již koncem 16. stol, avšak popsány byly až r. 1617. Každé dekadické číslici A přísluší zvláštní Neperova kostičkarozdělěná do devíti obdélníkových políčekDo těchto políček je postupně odshora dolů zapsána posloupnost čísel A, 2A, 3A, ….9A Matematik Schott (1604-1666) z Wüzburrgské univerzity uložil Neperovy kostičky do skříňky, tvarem podobné dnešním kalkulačkám. Kostičky byly uloženy na 10

223

válcích pro 0 – 9 a pomocí pák se válce otáčely. Na krycí desce byl průzor na jednotlivé válce, kde bylo vidět příslušné číslo násobence. Další podobné uspořádání pochází od matematika Leupolda z r. 1717, který místo válců použil hranolů s větší představou, na kterých umístil neperovy kostičky těsně vedle sebe. Logaritmy učinily ovšem tuto mechanickou pomůcku bezcennou.

První počítací stroje

První sčítací stroj, který sestrojil 1642 francouzský filosof a matematik Blaise Pascal vznikl z praktické potřeby. Mladý Pascal se snažil pomoci svému otci, který byl výběrčím daní. Tehdejší francouzská měna se skládala z denárů, solů a liber. 12 denárů se rovnalo 1 solu a 20 solů tvořilo libru. Proto první ozubené kolo mělo 12 zubů, druhé 20 a a ostatních 8 bylo po 10. Když kolečko vykonalo celou otáčku, přenesl se pohyb páčkovým mechanismem na sousední kolečko, odpovídající vyššímu řádu. Na základě královského patentu, který byl Pascalovi udělen 1649, bylo vyrobeno asi 50 takových sečítaček. Velkého pokroku v konstrukci počítacích strojů dosáhl německý filosof a matematik Wilhelm Leibniz 1646-1716, který již roku 1671 navrhl stroj který byl schopen nejen sčítat a odečítat, ale též násobit a dělit. Roku 1672 přijel Leibniz do Paříže, a tam hledal mechaniky, kteří by jeho projekty mohli realizovat. Tam se dozvěděl o Pascalově stroji, který prováděl jen sčítání a odečítání. Výsledkem cesty byl první, ještě nedokonalý model stroje, který Leibniz předvedl 1. února 1673 na schůzi Royal Society v Londýně. Přístroj byl velmi pochvalně oceněn a Leibniz byl jednomyslně zvolen členem Společnosti. O další zdokonalení se obrátil 1674 na pařížského mechanika Oliviera. Zlepšený stroj byl předváděn 9. ledna 1675 ve Francouzské akademii věd. Hned po předvedení objednal francouzský ministr financí Colbert u leibnize dva takové stroje, které však nebyla dodány, neboť Leibniz si byl vědom toho, že jeho stroj má ještě některé nedostatky. Přese všechnu snahu se mu nepodařilo tyto nedostatky plně odstranit, přestože do nich investoval 24 000 tolarů. Leibnizův stroj používal válcových ozubených kol se stupňovitě uspořádanými zuby, a s posuvným zařízením na nastavování čísel. Tento princip byl využíván u některých mechanických kalkulaček. Hlavní závada (krom nedokonalého provedení jemných součástek) spočívala v tom, že místo určené pro přenos z nižšího řádu do vyššího bylo příliš malé. 17. století bylo pro vývoj počítacích pomůcek velice plodné, což nelze říci o stol. 18. V něm zasluhuje pozornosti pouze teoretická práce J. Rowninga z r. 1770, v níž je poprvé naznačena a rozebrána možnost strojového řešení algebraických rovnic vyšších stupňů pomocí mechanického modelu. Pro nedokonalý stav strojírenství však nebylo možno naznačené myšlenky realizovat. 19. století bylo na rozdíl od 18. pro obor matematických strojů velmi významné, největší hvězdou byl bezpochyby Charles Babbage, který se narodil 26. prosince 1792 v Totnes v Devonshire v Anglii. Od. 1810 studoval v Cambridge, a později působil jako profesor matematiky. 1812 ho napadla myšlenka sestavit počítací stroj. Vypracoval plán stavby mechanického stroje na výpočet a tisk hodnot polynomů a sestrojil malý prototyp tohoto stroje, který nazval „diferenciální stroj. Bylo na něm možno počítat pouze na 8 řádů. Měl však v úmyslu postavit stroj na 20 řádů. Se stavbou začal 182O, ale nikdy ho nedokončil, přestože britská vláda dala na tento projekt 17 000 LST. 1833 se byly práce přerušeny a 1842 to definitivně vzdal. Část stroje však již byla postavena. Přerušení prací však patrně souvisí s jeho plánem na postavení velkého samočinného počítače, plně automatického a obecně použitelného. Ta myšlenka ho napadla asi v r. 1834, kdy se ve styku s jistým farncouzským vědeckým ústavem seznámil s organizačním schématem výpočetního střediska. Zjistil totiž, že toto schéma je v podstatě

224

jednoduché a že by se dalo modelovat strojem. Svůj nový stroj Babbage nazval Analytický stroj a chtěl jej sestavit opět na mechanickém principu. Stroj měl obsahovat pět částí:1. Paměť pro čísla o obsahu 1000 čísel o 50 dekadických číslicích2. Operační jednotku (mill) , která měla provádět čtyři základní aritmetické operace s čísly v desítkové soustavě.3. Řadič , který měl vybírat požadovaná čísla z paměti a vkládat je do operační jednotky, zajistit provedení požadované operace s těmito čísly v operační jednotce a výsledek zavést do správného místa v paměti.4. Vstupní jednotku na vkládání programů a čísel za pomoci děrných štítků.5. Výstupní jednotku která měla být opatřena tiskacím zařízením, podobným tabelátoru.

Babbage chtěl, aby operační jednotka prováděla sčítání na všech řádech současně (paralelní stroj), jinak bybylo pro 50 řádů třeba dlouhé doby. Při řešení řadiče použil zkušenosti z textilního průmyslu, kde postup práce na Jacquardově tkalcovském stavu byl asi od r. 1804 řízen prostřednictvím sledu instrukcí vyděrovaných do plechových štítků. Babbagemu se ovšem za života podařilo uskutečnit pouze nepatrnou část svých plánů, a to především pro nemožnost vyrobit potřebné součástky. Je zajímavé, že v době, kdy Babbage navrhoval svůj stroj, bylo již známo elektromagnetické relé, které vynalezl Henry v r. 1835. Relé se ovšem původně používalo pouze ve funkci telegrafního zesilovače a teprve mnohem později byla objevena jeho schopnost vytvářet logickou funkci. Babbageovy pokusy vedly k rozvoji jemné mechaniky. Jeho syn H.P. Babbage ve stavbě počitače pokračoval a podařilo se mu udělat pokrok, pokud jde o sčítací mechanismus. Babbageův vynález byl velmi populární, Babbage sám napsal knihu poznámek o své práci, kterou nazval „Příhody ze života filosofa“, kde je několik kapitol, ovšem nesystematicky, věnováno oběma strojům. R. 1840 byl Babbage pozván italskými matematiky do Turína, aby přednesl přednášku o svém vynálezu. Mezi posluchači byl přítomen také mladý profesor matematiky Vojenské akademie v Turíně L.F. Menabrea, který pořídil zápis přednášky, jejž uveřejnil francouzsky 1842 v Ženevě. Ada Lovelance, dcera slavného anglického básníka lorda byrona , která byla znamenitou matematičkou, přeložila Menabreův článek do angličtiny a doplnila jej svými vysvětlivkami, které byly třikrát delší než samotný článek. Tak se nepřímo dostala zpráva a popis do Švéd

Georg Scheutz, povzbuzen samotným Babbagem, sestrojil se svým synem Edvardem prototyp podobného stroje s kapacitou 14 desítkových řádů, stroj byl úspěšně předváděn1843 ve Švédské akademii věd a později též v Paříži a v Londýně.anglických časopisů.

Vývoj kalkulačních strojůS tovární výrobou kalkulačních strojů začal Charles Xavier Thomas de Colmar v Paříži v roce 1820. Stroje prováděly čtyři základní aritmetické operace, byly však velmi nedokonalé. První dokonalý kalkulační stroj se podařilo zhotovit teprve inženýru V.T. Odhnerovi v roce 1874, když použil originální myšlenky ozubených kol s proměnlivým počtem zubů. Odhnerův stroj se stal podkladem konstrukce malých páčkových kalkulačních strojů, první výroba byla zahájena 1891 v Petrohradě. Zvláštní sčítačku sestrojil 1878 ruský akademik Pafnutij Lvovič Čebyšev, přenos byl originálně vyřešen tak že spojitě přenášel otáčky kolečka nižšího řádu 10x zmenšeny na kolečko vyššího řádu. Tento stroj pak doplnil dalšími mechanismy na násobení a dělení, a to se pak stalo základem kalkulačních strojů klávesových.

Vznik a vývoj strojů na děrné štítkyHlavním podnětem pro vznik strojů na děrné štítky byly potíže, se kterými se setkávaly v 19. stol. zejména velké státy při zpracování materiálu pro sčítání lidu. První takové stroje, které zkonstruoval Dr. Hermann Hollerith, byly dokončeny a vyzkoušeny v r. 1887 při zpracování

225

materiálu statistiky úmrtnosti v Baltimore a bylo jich použito též při zpracování materiálu 10. sčítání lidu USA. Podkladem pro sčítání byl štítek, do kterého se příslušné údaje děrovaly pomocí ručního děrovače. První výpočtový stroj se tvarem podobal malému pianinu a skládal se ze tří částí.

1. Dotekový lis,který byl na místě, odpovídajícím pravému konci klávesnice u piana a sloužil k uzavírání elektrických obvodů podle otvorů vyděrovaných do štítků. 2. 40 ciferníkových počitadel ovládaných elektromagnety a upevněných na místě horní přední stěny u pianina. 3. Třídící skříňka, umístěná odděleně, obsahující 24 přihrádek uzavřených klapkami ovládanými elektromagnety. Za účelem dalšího výzkumu výýroby a komerčního využití Holleritova vynálezu byla založena společnost, která však nedovadla vyvinout dokonalejší stroje, a proto r. 1911 převzala vývoj a výrobu Holleritových strojů nová společnost International Business Machines v New Yorku. Ta později jednotlivé stroje velmi zdokonalila. Protože Holleritovy stroje nebyly v začátcích dokonalé, hledal vedoucí Statistického úřadu nové konstruktéry, kteří by sestavili dokonalejší soupravu děrnoštítkových strojů. Volba padla na inženýra Jamese Powerse. Na základě jeho konstrukcí bylo zhotoveno 300 děrovačů a odpovídající počet třídičů a tabelátorů, které byly použity pro 12. sčítání lidu. Pro získání potřebných prostředků založil společnost Powers Accounting Machine. Další vývoj již pokračuje v USA, Anglii, Francii, Německu, kde vznikaly a zanikaly nové společnosti.

Vývoj analogových strojů

Myšlenku analogového řešení diferenciálních rovnic popsal jako první známý anglický fyzik William Thomson (známý jako Lord Kelvin)ve dvou článcích, uveřejněných v r. 1876. Myšlenka byla založena na vhodném spojení mechanických integrátorů, jejichž vynálezcem byl bratr lorda Kelvina James Thomson. První skutečný diferenciální analyzátor byl dohotoven až r. 1911 v Petrohradě mechanikem R.M. Vetcerem podle návrhu akademika A.N.Krylova. Stroj vznikl na základě inspirace Kelvinovým strojem. Základem moderních mechanických diferenciálních analyzátorů se stal stroj Američana Vannevara Bushe, dokončený v roce 1930a popsaný v klasickém článku z r. 1931 (Journal of the Franklin Institute, 1931, str. 447-488) Bushův diferenciální analyzátor byl mechanický s elektrickým ovládáním. Později se stále více přecházelo na stroje elektrické. Vedle strojů na řešení diferenciálních rovnic byly sestavovány i stroje na řešení algebraických rovnic. První myšlenku takového stroje uveřejnil J.B.Bérard v r. 1810.

Ostatní stroje

První číslicový stroj na řešení logických úloh zkonstruoval již r. 1883 prof. Alan Marquard. Stroj byl mechanický a použitelný do 4 logických proměnných. R. 1885 navrhl nový stroj, používající elektromagnetů. Číslicovými stroji na zpracování informací byly do jisté míry a v jistém smyslu i automatické telefonní a telegrafní ústředny. Myšlenka automatizace telefonního spojování pochází již z r. 1879 od dvou vynálezců Connelly a Mc Tighe, první automatickou ústřednu však postavil teprve Strowger v roce 1892. Ve větší míře se začaly stavět až na počátku 20. stol. a zejména po r. 1910. Zde se poprvé narazilo na problematiku logických (reléových) obvodů, a na základě toho vznikl v posledních létech před 2. svět válkou nový obor – teorie reléových obvodů. Tem měl nesmírný vliv na další vývoj číslicových matematických strojů a podstatně přispěl k realisaci samočinných počítačů. Mezi průkopníky tohoto oboru patří především Japonec A. Nakasima a Američan C.E.Shannon.

226

Vývoj samočinných počítačů

Po Babbageově smrti byla myšlenka samočinných pčítačů zapomenuta a stala se opět aktuální po více než 60 létech. Přibližně od r. 1930 se totiž zabývá touto myšlenkou dr. Howard Aiken z harwardské univerzity. V té době již vytvořil základní koncepci stroje. K vlastní stavbě stroje, který byl reléový, však došlo až v r. 1937. Po 6 létech, v r. 1943, byl Aikenův počítač dán do zkušebního provozu. V Německu začal se stavbou reléového samočinného počítače inženýr Konrád Zuse dokonce již v roce 1935. Podobně jako počítač Aikenův byl i počítač Zuseho dokončen až za 2. světové války. Aikenův počítač nazvaný MARK I. Byl ovšem mnohem dokonalejší, rychlejší a přesnější. Počítač Zuseho se nezachoval – byl zničen pumou za náletu. V roce 1946 byl v USA dokončen první elektronkový počítač, nazvaný ENIAC, který byl víc než 1000x rychlejší než MARK I.

Vznik a vývoj kybernetiky

KYBERNETÉS znamená řecky kormidelník a poprvé použil tohoto slova Platon, a to ve smyslu vědy o řízení lodi. Později bylo znovu použito 1843 francouzským matematikem, fyzikem a filosofem A.M.Ampérem. Kybernetika byla v jeho systému vědou, která se zabývá řízením společnosti. Název se však neujak a v podstatě se na něj zapomnělo. Teprve po více než 100 létech zavedl opět tento název matematik Norbert Wiener ve své knize „Cybernetics“, a to jako vědu o řízení a sdělování v živých organismech a strojích.

MODUL 11 VOJENSKÁ TECHNIKA

V nejstarších obdobích lidských dějin v období pravěku (paleolitu) byla patrně celá řada nástrojů užívána jak k lovu, tak při případných střetech mezi jednotlivými skupinami lidí. Bylo užíváno jak dřevěných oštěpů s hroty vytvrzenými opálením v ohni, tak nástrojů z kostěných a parohovitých surovin (pavlovien a magdalénien), ale také kamenné hroty štípané industrie, které mohly být vsazeny do šípů, nebo oštěpů. Drobné šípové hroty ukazují na užití luku, pomocí vrhačů oštěpů při prodloužení pohybu udělujícího rychlost vrhu, byla

227

zvýšena účinnost této zbraně. Pro možnost užití těchto nástrojů jsou známy etnologické paralely. Toto lovecko – sběračské hospodářství trvalo zhruba od 43. tisíciletí po 7. tisíciletí před n.l.

V období neolitu, v prvních zemědělských společenstvích (6000 před n.l. až 3300 před n.l.), dochází po migraci skupin obyvatelstva z jihovýchodu, k výrobě broušených a vrtaných nástrojů většinou z místních surovin (rohovce, křemence, radiolarit, krystalické břidlice). Nejprve to byly ploché sekyry, dvouramenné mlaty a sekeromlaty s vyvrtaným otvorem pro toporo. Broušené kamenné nástroje sloužily hlavně k opracování dřeva, ale mohly být současně použity jako zbraně. Objevují se první výšinná sídliště opevněná sypaným valem, která se rozšiřují v následném období.

Eneolitické období (3000 až 2000 před n.l.) přináší první užití mědi a prvních nástrojů a zbraní zhotovených z tohoto kovu. Jsou to nejprve drobné trojúhelníkovité dýky,následují ploché sekery, sekery s tulejí v týlu, sekeromlaty a sekery s křížovým ostřím.

Užití bronzu přináší rozšíření kovových nástrojů, o čemž svědčí množství nálezů bronzových předmětů, případně jejich depotů – ať již votivních, nebo uložením poškozených předmětů určených k přetavení a přelití. Naprostá většina předmětů je odlita do forem a dodatečně opracována. Pro vojenské využití jsou určeny hroty šípů a kopí, sekeromlaty, nože, dýky a meče. Ochrannou zbroj dokládají nálezy z bronzového plechu tepaných prsních pancířů, nákolenic a drobnější puklice. Opevněná výšinná sídliště dosahují značných rozměrů – ta nejvýznamnější jsou obehnána několikanásobným valovým opevněním.

Od 8. století před naším letopočtem se ve střední Evropě objevují první bimetalické zbraně (dýky a meče) a první zbraně železné. Období halštatské kultury je založené na využívání znalosti metalurgie železa v sociální struktuře vojenského náčelnictví. Nálezy z hrobů uložených v komorách mohyl obsahují bronzové a železné meče v dřevěných, nebo kožených pochvách, dýky, bronzové puklice štítů, hroty kopí a součástky koňských postrojů. Vzácně se objevuje bronzový pancíř, bronzová přilba a kruhové chrániče prsou.

Od 4. století před n.l. došlo k velké invazi Keltů jednak do oblasti dnešní Itálie, další proud směřoval Podunajím na východ, kde dosáhl oblasti Malé Asie. Součástí této migrační vlny bylo obsazení Čech (kmen Bójů) a Moravy (kmen Volků–Tektoságů). Válečnické schopnosti Keltů byly v antickém světě známy a vedly ve středomořském prostoru k vstupu Keltů do žoldnéřských služeb místních států. Vlastní území západoevropských keltských kmenů bylo postupně ovládnuto Římem. Jedny z posledních vojenských operací dokončil a popsal G. J. Caesar (58–51 před n.l.). Kromě literárních záznamů a spodobnění bojových scén z galořímských válek na sloupech oslavujících římská vítězství, známe zbroj a výzbroj Keltů z nálezů z pohřebišť. Jde o soubory listovitých hrotů kopí, hrotů šípů, mečů se zdobenými pochvami, puklice štítů. Ze západní Evropy jsou známy nálezy bronzových štítů, přileb a dalších součástí výzbroje, obvykle bohatě zdobené z votivních pokladů. Výšinná sídliště (hradiště a oppida) jsou opevňována valy se srubovou konstrukcí a nasucho kladenou zídkou (plentou) při lícní stěně valu.

Těsně před změnou letopočtu dochází k invazím germánských kmenů a k prvním tažením římských legií na území severně od limitu na Dunaji. Již kolem roku 6 n.l. pochází k zakládání vojenských pochodových táborů na území jižní Moravy. Tažení byla vyvolána aktivitami Germánů a snahou Říma o likvidaci tohoto nebezpečí, která trvala do konce 2. století. Germánské kmeny se usazují na Moravě i v dalších stoletích v době stěhování národů (400–600 n.l.) Jsou to Svévové a později Herulové a Langobardi. Jejich výzbroj známe z hrobových nálezů, jde o jednosečné mečíky, sekyry, hroty kopí trojbřité hroty šipek a štítové puklice.

Někdy v první polovině 6. století dochází k první migraci Slovanů. Nejstarší zprávy o tomto ve střední Evropě novém etniku a jeho vojenských aktivitách poskytuje byzantský autor Maurikius. Podle něj byla obrana proti nájezdníkům povinností všech bojeschopných mužů.

228

Uplatňovali taktiku boje v lesnatých terénech a to na dálku lukostřelbou a vrháním oštěpů. Touto taktikou se bránili jízdním tlupám Avarů, z jejichž nadvlády se s pomocí Sáma (asi 630 až 658) vymanili a pod jeho vedením se ubránili i vojsku franckého krále Dagoberta (631–632). Zřejmě od Avarů převzali Slované užití koně, od 7. století jsou známy nálezy železných ostruh z předvelkomoravských hrobů z Mikulčic. Avarské panství skončilo na sklonku 7. století, bylo vystřídáno tlakem Franků (Karel Veliký). V této době vzniká celá řada hradisek a hradištních městských center, většinou v nivách řek. Při nich byla archeologicky zkoumána řada pohřebišť s hroby obsahujících jak součásti výzbroje, tak výstroje. Nálezy z podhradí velkých center, jako byly Mikulčice, Staré město u Uherského Hradiště, Pohansko, Nitra prokazují existenci jízdních družin při knížecích, případně velmožských sídlech, jejichž prostřednictvím kníže spravoval a ovládal svoje území, jmenoval ze svých družiníků správní úředníky a využíval je k vojenským účelům. Družiníci tvořili posádky hradišť a jejich část doprovázela knížete. Nálezy částí ochranné zbroje jsou vzácné, jsou známy spíše ozdobné nášivky, ojediněle i část kroužkového odění (Devínská Nová Ves). Vzácné jsou nálezy přileb. Jsou buď kónického tvaru (nález z Krnska, mladší nález z Olomouce a tzv. přílba sv. Václava, která je však mladší a importovaná ze skandinávského prostředí, jak se soudí dle zdobeného nánosníku a jeho upevnění k přílbě), nebo staršího typu složené z více částí, spojených nýtováním. Mezi zbraněmi, jimiž příslušníci knížecí družiny disponovali patřil meč, který se ve Slovanském prostředí objevuje až od 8. století a je zprvu předmětem franských importů. Vývoz tohoto noblesního a drahého „strategického“ zboží byl opakovaně franckými panovníky zakazován, ale z tauzovaných nápisů na čepelích mečů, uvádějících pravděpodobně jméno výrobce, je jasné, že předpis nebyl dodržován. Čepele mečů byly zhotovovány také místními kováři na hradiscích při vložení kovářsky svařovaných ocelových břitů. Meč byl zbraní užívanou pouze elitními bojovníky. Chudší bojovníci používali levnější sečnou zbraň zvanou scramasax, nebo sax s ještě kratší čepelí (50 až 60 cm) – původně zbraně užívané Franky, užívané později také Slovany. Nejrozšířenější zbraní byla válečná sekera. Sekera s krátkým ostřím, nasazená na cca 80 cm dlouhé násadě tvořila základní část výzbroje pěších i jízdních bojovníků. Ti používali při útoku těžká kopí, zatímco pěší bojovníci byli vyzbrojeni 2–3 vrhacími oštěpy a různými typy nožů. Pro boj na dálku bylo užíváno luků, buď evropského typu, tedy zhotoveného z tvrdého dřeva o délce 1,5 až 1,9 m, nebo luku východního typu s kratším lučištěm složeným z komponent vyrobených z rohů. Hroty šípů užívaných Slovany byly listovitého tvaru s tulejí, případně s křidélky.

Vývoj opevnění hradišť směřoval od opevnění příkopy a palisádou k budování mohutných valů, zpevněných dřevěnou komorovou konstrukcí, která byla zpevňována na sucho kladenou lícní zdí. Uvnitř hradisek byl často vymezen další prostor velmožských dvorců, případně dvorce knížecího. Původně pohanská božiště byla po přijetí křesťanství nahrazena kostely, nacházejícími se v případě hradišť menšího významu obvykle na předhradí, v případě centrálních hradišť byla v jejich areálu, případně při něm celá řada církevních objektů. Většina slovanských opevněných sídel se nacházela v nížinných polohách při vodních tocích. Po zániku velkomoravských center vznikla po sjednocení českých zemí pod vládou Přemyslovců v blízkosti původních lokalit opevnění břetislavských sídel nového župního rozdělení historických zemí.

StarověkOd poloviny prvního tisíciletí před naším letopočtem, po následující tisíciletí se státy, které vznikaly a zanikaly v oblasti Středomoří a jižní Evropy si střídavě podmaňovaly své sousedy, bránily se nájezdům barbarů a chránily svoje obchodní podnikání. Pokud nebyly těchto činností schopny – zanikaly. Tak Řekové podlehli Makedoňanům, Makedonie Římu a západořímská říše nájezdům germánských kmenů. Mocenský nástup byl podmíněn růstem vojenské moci, stejně tak úpadek její ztrátou. Válečné úspěchy byly podmíněny stavem

229

výzbroje armád, jejich taktikou a morálkou. Vývoj užitých zbraní , zbroje a fortifikací závisel na metodách útoku a obrany a na užití válečnického umění v širším měřítku. Toto období je rozděleno do tří etap:Řecko a Makedonie (500–200 př. n.l.).

Ruční zbraně užívané na počátku tohoto období – oštěp, meč a dýka, byly známy již dříve. Bronzové hroty oštěpů byly odlévány do trvalých forem, zatím co výroba železných zbraní byla náročná a sestávala z celé řady operací, včetně tepelného zpracování.Zatím co elita asijských armád užívala dvoukolých vozů tažených koni a později jízdy, v Řecku rozděleném na desítky drobných městských států ležících v těžko přístupném terénu byla situace odlišná. Jádro jednotek zde tvořila linie pěších těžkooděnců (hoplítů), kteří se snažili čelním útokem prorazit linie protivníka. Hoplít byl vybaven přílbou s krytem nosu a lícnicemi opatřenou většinou žíněným chocholem, prsní pancíř a chrániči holení a kolen – vše vytepáno z bronzu. Nesl těžký bronzový eliptický štít zavěšený na levém rameni na kožených páscích. Nosil krátký železný meč s rovným ostřím a třímetrové kopí s železným hrotem, které bylo jeho hlavní zbraní. Hoplíti byli majetní svobodní příslušníci městské obce, kteří měli možnost opatřit si výzbroj z vlastních prostředků. Pro zajištění křídel formace a k průzkumné činnosti, případně k pronásledování sloužili lehčeji vyzbrojení pěší bojovníci (peltastové), rekrutovaní z chudších vrstev městských obyvatel, kteří nenosili ochranou zbroj, byli vyzbrojeni vrhacími oštěpy a lehkými štíty. Příslušníci vládnoucí vrstvy a nobility tvořili jízdu, která se neuplatňovala v boji jako samostatná jednotka. Válečníky v menším měřítku podporovali lučištníci a prakovníci. Charakteristickou bojovou techniku Řeků známe z písemných pramenů (Xenofónovo líčení tažení Kýra proti Artaxerxovi). Tento způsob boje byl užíván ve vzájemných srážkách řeckých městských států. K boji proti Peršanům bylo nutné užít jízdy, což po zkušenostech z bitvy u Kůn (CUNAXA) uplatnili severní sousedé Řeků – Makedoňané, kteří ve své době byli jediným evropským kulturním národem užívajícím koně ve válce. Modifikovali též nasazení pěchoty jejím seřazením do dvojnásobné hloubky (falanx), s většími rozestupy, umožňujícími volnější manévr a užití zbraně. Jízda byla vybavena oproti pěchotě těžším bronzovým pancířem a přílbou. Jejími zbraněmi byl meč a vrhací kopí. Lehká jízda měla zbroj z tvrzené kůže a užívala dlouhého kopí. Těžká pěchota nosila malý štít a masivní dlouhé kopí (sarissa), ochrannou zbroj tvořila přílba, chrániče holení a kožený kabátec chráněný kovovými pláty. Zatímco Makedoňané neužívali luků, ani jiných metacích zbraní, Peršané využívali lukostřelců v první fázi boje k rozvrácení nepřítele. Tato taktika se ukázala proti Řeckým hoplítům neúčinnou. Avšak od 3. století před n.l. dochází v prostředí řeckých kolonií k vývoji metacích strojů, založených nejprve na principu luku – jakéhosi samostřílu (gastraphetes), Římany později nazývaného skorpion. Postupným zvětšením vzniká katapult, užívající energii napjatého lučiště zhotoveného z kompozitu dřeva, rohu a šlach. Další skupinou metacích strojů byla zařízení využívající torzní síly zkrucovaných provazů, zvířecích šlach nebo ženských vlasů. Podle konstrukce se dělily na balisty, metající šípy pomocí dvojice ramen, dvouramenných vrhačů kamene petrobolos, a jednoramennou pákou vybaveným prakem (sphendone). Tyto mechanismy převzali Římané, kteří je nasazovali jak v poli, tak při obléhacích pracích. Ještě v období vrcholného středověku byly tyto stroje užívány při obléhání, dokud nebyly vytlačeny těžkými obléhacími děly.

Velká péče byla již od eneolitu věnována budování opevněných sídlišť. V Evropě to byla hradiště opevněná příkopem z něhož získaný materiál sloužil k nasypání valu, který mohl být zpevněn dřevěnou konstrukcí, případně palisádou z kmenů. Města v Mezopotámii byla opevněna zdmi doplněnými systémem obraných věží vystavěnými z nepálených cihel. Řekové stavěli svá opevnění z nasucho kladených kamenných bloků. Průlom takových hradeb mohl být uskutečněn jejich destrukcí podkopáním nebo proražením pomocí beranidla. Při dokonalém obležení mohlo dojít k vyhladovění protivníka.

230

Římské období (200 před n.l.–400 n.l.)Římský bojovník byl původně, tak jako řecký voják, ozbrojený občan. Teprve později se stal profesionálním bojovníkem, aby v posledních stoletích trvání impéria sloužili v armádě příslušníci barbarských kmenů sloužících za žold. Řím rostl neustálými válkami. Kolem roku 300 před n.l. ovládl jižní Itálii, roku 270 obsadil řecké kolonie a konečně roku 240 vytlačil Kartágince ze Sicílie. Od počátku 2. století před n.l. se stal velmocí v oblasti středního Středomoří. Jeho vojenské oddíly byly vyzbrojeny jednotnou výzbrojí a precizně organizovány systémem změněným až v závěrečném období trvání Impéria. Jádrem římského vojska byla pěší legie, která měla 4000 až 6000 příslušníků. Ta se skládala z centurií a manipulů (dvě centurie). Okolo roku 100 před n.l. bylo zavedeno větší bojové uskupení o síle 600 mužů – kohorta (tři manipuly). S touto organizační změnou došlo i ke změnám výzbroje. Původní se podobala výzbroji řecké, ale již od 3. století před n.l. byly první dvě řady manipulu vyzbrojeny vrhacím kopím (pilum), vyváženým nástrojem s až 70 cm dlouhým hrotem, krátkým železným mečem, drátěnou košilí, přílbou a oválným štítem. Ten byl později nahrazen obdélným štítem, který byl lépe využitelný při vytváření hradby před jednotkou při útoku, nebo při krytí proti šípům shora – vytvořením tzv. želvy. Od poloviny prvního století před n.l. je užíváno jezdectva, tvořeného Kelty a Germány. Krétští lučištníci a Baleárští prakovníci tvořili pomocné sbory (auxiliaria). Během dalších století došlo k řadě změn ve výzbroji a výstroji armády. Změnil se tvar přílby, bylo užíváno šupinového brnění, případně segmentového pancíře připevněného na koženém kabátci s koženými pásky kryjícími horní části nohou, těžké pilum bylo nahrazeno lehkými oštěpy. Z jezdectva se vlivem střetů s národy Východu staly elitní jednotky vyzbrojené kompositními luky a masívními kopími, která tvořila hlavní zbraň opancéřovaného jezdce, jenž byl spolu s koněm chráněn šupinovou zbrojí. Výzbroj a výstroj římských vojáků je známá z vyobrazení na triumfálních sloupech, z náhrobků a archeologických nálezů.

Dobývací stroje vycházely z řeckých předloh, byly však konstrukčně vylepšovány a nasazovány ve větších počtech. Byly to samostříly (manuballista, arcuballista), součástí centurie o 100 lidech byla pohyblivá carroballista s obsluhou 11 mužů – celkem 55 balist pro legii, v níž bylo přiřazeno ještě 10 velkých praků – onagerů, každý k jedné kohortě. Velké obléhací praky byly sestavovány při obléhání na místě specialisty, kteří pochodovali s legií. Při pochodu vojska byly budovány každodenně tzv. pochodové tábory, případně zimní tábory (známé ze snímků letecké archeologie a archeologických výzkumů i z oblasti jižní Moravy). Hranice impéria byla po celé délce opevněna strážními věžemi, tábory a opevněnými osadami, vybavenými zařízením a sklady pro zásobování armád. V pohraničních pevnostech byly dislokovány legie. Zvláště ohrožená území byla chráněna příkopy a zdmi maximálně využivajícími přírodních překážek (hranice proti Germánům – limes Germaniae superioris, limes Raetie, Hadriánův val ve Velké Británii). Ke stavbě opevnění byl užíván opracovaný kámen ve formě bloků, často o značných rozměrech, původně jednoduché brány byly chráněny různými systémy příkopů, palisád a zdí, vývoj obléhacích strojů vedl k násobení počtu obranných zdí a hradeb se systémy krytých schodišť, galerií, ochozů a komor.

StředověkPo rozpadu římské říše (453) se Evropou valily vlny nájezdů – Gótové a Vandalové z východu, muslimové z jihu a konečně Vikingové ze severu. Mezi prvním barbarským vpádem ve 4. století a koncem 10. století, kdy se poslední nájezdníci buď usadili nebo byli odraženi uplynulo 600 let. Potom naopak začaly expandovat evropské národy, nejprve na východ a jakmile ovládly umění navigace, i na jih a západ. Kovové peníze byly vzácné a skutečným bohatstvím se stalo vlastnictví půdy. Od 9. století po upevnění moci Karlovců ve franské říši bylo nutné zajistit pohyblivost vojska nasazovaného střídavě proti muslimům, Vikingům a Maďarům. Francká jízda začala užívat třmenů a oštěpy nahradila kopími.

231

Nejdůležitějším bojovníkem se stal válečník na koni – rytíř (miles). Při srážce jízdních jednotek vznikala převaha spojením akčního dosahu, užité výzbroje a rychlosti. Dosah zabezpečovala těžší a tedy delší kopí, ochranu brnění, které bylo po koni druhou nejcennější částí rytířova majetku. Speciálně šlechtění koně musely nést stále větší náklad, být co nejvytrvalejší a v okamžiku útoku vyvinout co největší hybný moment. Při rozsáhlejším tažení rytíř nevystačil s jedním koněm a navíc potřeboval pomoc s manipulací a přepravou svých zavazadel a výzbroje – kopí, meče, přílby a štítu. Vznikla tak jednotka služebníků ve zbrani (panoš, štítonoš, jízdní lehkooděnec – sergent, případně pěší příslušníci) zvaná kopí – fungující ještě v 15. století. Válka se stala záležitostí bohatých odborníků, kteří se na ni připravovali od ranného mládí. Za službu svému pánu obdrželi propůjčenou půdu tzv. léno. K ochraně půdy byly budována opevnění, od drobných dřevěných hrádků, často vystavěných na nasypaném pahorku (tzv. motte), po rozsáhlé hrady budovaná podle společenského postavení a finančních možností. potomci této třídy válečníků, si vlastnictví půdy spojené s mocí udrželi až do 16. století, politickou převahu do století 18. a zbytky společenské převahy v některých částech Evropy dodnes. Převaha a s ní spojená neporazitelnost jízdních těžkooděnců byla počátkem 14. století narušena porážkou uštědřenou flanderskými měšťany (Courtrai 1302), ve válkách ve Walesu a pak také v řadě bitev mezi Angličany a Francouzi (Kresčak 1346, Poitiers 1356 a Agincourtu 1415) v nichž pěchota za pomoci lukostřelců decimovala útočící feudální jízdu. Podobně vystoupili švýcarští horalé ve válkách proti rakouskému rytířstvu (Morgarten 1315, Laupen 1339, Sempach 1386), když dovedli využít výhod terénu, kázně a sekery umístěné na 2,5 m dlouhém ratišti. Halapartnu nahradilo o sto let později kopí, užité při obraně i útocích až několikatisícových oddílů v žoldnéřských armádách postavených a vyzbrojených podle švýcarského vzoru. Od 13. století byla vedle luku užívána kuše, střílející až na 400 m při značně průrazné hmotnější střely, ale s mnohonásobně nižší kadencí střelby oproti vycvičenému lukostřelci.

Od 14. století se objevuje ve vedení války nový fenomén – užití palných zbraní. Oddíly vyzbrojené ručními palnými zbraněmi – hákovnicemi doplňovaly oddíly kopiníků. Z ruční hákovnice (hacken buchse – arkebuzy) se vyvinula mušketa, která se stala palnou zbraní pěchoty po další dvě století.

Středověká zbrojířská řemesla se postupně vydělila z kovářství, používala však prakticky stále stejných nástrojů jako kováři doby laténské (kladiva, kleště, kladiva pro vyklepávání plechových tvarů – tzv. rohatiny a nebozezy, které byly teprve později doplňovány dalšími specializovanými nástroji). Obecně užívaným materiálem je železo, případně ocel, ostatní materiály jako bronz a další kovy, případně tvrzená kůže jsou zpracovávány pouze okrajově. Řemeslníci sídlící původně na hradiscích, případně při hradech se soustřeďují ve vznikajících městech a svou specializací se oddělují od kovářského řemesla .

Hlavními zbraněmi středověkého válečnictví byly chladné zbraně určené pro boj zblízka. Podle způsobu použití jde o zbraně sečné, bodné a úderné, podle délky o krátké pobočné a dlouhé dřevcové.

Základní zbraní je stále meč, jehož základní tvar a rozměry se vývojem mění, stejně jako jeho záštita a hlavice. Podle těchto vývojových změn je možné určit původ a časové zařazení jeho výroby. Meč byl nošen v dřevěné pochvě, od 12. století připevněné k opasku druhým řemenem.

Kopí je jednou z nejstarších zbraní, užívaných od starověku až do počátku 20. století. Skládá se z ratiště a hrotu nasazeného na ratiště tulejí. Oštěp byl spíše zbraní loveckou, užívanou k válečnickým účelům po ranný středověk. Stejně tak bojové sekery se zpočátku neodlišovaly od pracovních typů, jejich ostří se od 10. století prodlužovalo. V západní Evropě se od 5. století užívalo vrhací sekery – tzv. francisky. Od 12. století se bojovalo i ručními mlaty s bronzovou litou zubatou hlavicí, z nichž se vyvinul palcát. Luk, původně určený

232

k lovu je doložen od pravěku po 16. století. Pro boj na dálku bylo užíváno také ručního praku, který tvořily kožené řemínky a kapsa do níž se vkládal kámen vymrštěný prudkým rotačním pohybem.

Mechanické vrhací stroje ve středověku vycházely z osvědčených starověkých předloh. V období ranného středověku to byly jediné stroje v pravém slova smyslu. Podle užitého mechanismu lze obléhací stroje rozdělit na 3 základní typy. Na základě dvojzvratné nerovnoramené páky pracovaly velké praky, které byly až do poloviny 15. století nejvýznamnějším obléhacím strojem. Dalšími typy byly balisty vybavené buď lučištěm, nebo zkrucovanou houžví, nebo lanem. K narušování opevnění bylo užíváno beranidel, podkopů, případně k nepřátelské hradbě přisouvaných dobývacích věží z nichž se obléhatelé snažili dosáhnout nepřátelské hradby.

Proti útoku protivníka chránila bojovníka ochranná zbroj. Mezi ni patří různé kožené nebo prošívané kabátce, kabátce pošité kovovými destičkami, kroužky nebo řetízky. Kroužkové brnění, známé již od starověku se pro složitost výroby a vysokou cenu rozšiřuje až od 11. století. Užívají je většinou pouze příslušníci nobility. Jeho střih, délka a spojení s nohavicemi, případně rukavicemi se časem mění a přizpůsobuje módě, ale i způsobu boje. Jeho největší užití spadá od 12. po polovinu 14. století. Brnění se skládá až z 20 000 železných kroužků, navzájem provázaných a spojených buď nýtkem, nebo kovářsky svařených. Pod ně se navlékal prošívaný oděv tlumící údery. Přes odění pak plášť obvykle s heraldickými motivy. Od 14. století se začínají užívat části plátového brnění, nejprve prsní a zádové pancíře, které jsou postupně doplňovány kryty rukou a nohou, ohebně spojovanými tak, aby umožňovaly volný pohyb těla bojovníka. Zbroj doplňují brněné rukavice. Důležitou součástí zbroje se stala přílba. Ta byla v období ranného středověku zhotovována spojením několika dílů snýtováním, později kována z jednoho kusu. Z kulového tvaru přechází do hrotité formy. Kryje temeno hlavy, případně páskou nos. Od 12. století se objevuje přílba se škraboškou chránící obličej, z níž se vyvíjí těžká kbelcová přilba (helm), sedící na ramenou bojovníka, pod níž někdy bývá nošena lehčí přílba a drátěná kapuce. Kbelcová přílba přežívá jako turnajová přílba do 16. století. Od 14. století se uplatňuje také tzv. železný klobouk vybavený užší stříškou. Pro závěr 14. a počátek 15. století jsou typické hrotité nebo kulovité přílby kryjící týl a líce (šlap) se sklápěcím hledím. Od poloviny 15. století se stává módním šalíř, buď s hledím, či bez něj, chránící protaženou týlní částí krk bojovníka. V různých částech Evropy jsou preferovány různé modely příleb, např. v Itálii od 14. století těsně k hlavě přiléhající barbuty, na území řádu německých rytířů typ zvaný pekilhube, ve východní Evropě a na Balkáně přílby protažené hrotitě vzhůru. Pro závěr středověku jsou typické pěší přílby typu morignon a jezdecké tzv. pappenheim. Důležitou součástí zbroje zůstával štít. Původní kruhový, případně oválný tvar štítu se od 10. století mění na velký mandlový tvar, chránící tělo jezdce od ramen k nohám. Po roce 1200 se velikost i tvar štítu mění na trojúhelníkový sférický o menších rozměrech, obvykle s heraldickým znamením. Štíty užívané pěchotou se vyvíjejí k těžkým štítům (tzv. pavézám) sloužícím k ochraně střelců, případně při zřízení šiku kopiníků proti útoku jízdy.

Přelom ve středověkém válečnictví nastal po užití střelného prachu ve vedení války. Tento původně čínský vynález byl v evropském prostředí poprvé využit někdy v polovině 14. století a postupně se rozšířil díky výrobkům městských řemeslníků. Palné zbraně, zvané v českém prostředí pušky, byly zprvu užívány ve velkých rážích určených k obléhacím akcím. Byly zhotovovány kovářským svářením ze železných pásů, stahovaných hustě vedle sebe kladenými objímkami. Již v této době se vyskytují jednoduché ruční palné zbraně, často s hlavní odlitou z bronzu. Husitské války se staly impulsem pro užití palných zbraní a k jejich dalšímu vývoji. Ručnice se rozdělily na lehčí píšťaly a těžší hákovnice. Píšťaly měly ráži 15–20 mm, hákovnice 20–30 mm a užívaly olověných střel. Hákovnice se staly nejrozšířenější palnou zbraní užívanou k obraně. Také konstrukce těžších kusů se rozlišila na dlouhou

233

tarasnici s ráží okolo 5 cm s dostřelem až 300 metrů užívanou jak k obraně, tak k útoku. Jejím zvláštním druhem byla tzv. komorová puška s vyjímatelnou komorou nabíjenou mimo vlastní dělo. Toto řešení značně zrychlilo rychlost palby, netěsnost komory však snižovala účinnost zbraně. U polních vojsk bylo užíváno houfnic, děl s krátkou hlavní a užší komorou o ráži do 20 cm. Hlaveň mohla být upevněna pro snazší možnost manévru na lafetě se dvěma koly. Nejtěžším obléhacím dělem byla bombarda. Hlaveň svým tvarem připomínala rozměrnější houfnici o značné ráži, která mohla dosahovat od 40 až do 80 cm. Životnost takových „těžkých kusů“ byla při jejich ceně omezená a obsluha nebezpečná. Výrobci – puškaři, většinou tato velká děla sami obsluhovali.

Dělo bylo v pozemním válečném umění v období renesance jen jednou z novinek ve vedení války a to snad ani ne tou nejvýznamnější. V námořním boji však mělo zásadní význam. Až do 15. století byla námořní válka vedena podobně jako na pevnině. Cílem bylo přirazit k boku nepřátelského plavidla, dostat se na jeho palubu a přemoci jeho posádku. Nejúčinnějším válečným plavidlem byla, stejně jako po celý starověk, galéra s vesly, jejíž pohon nebyl závislý na větru, ani na přílivu a odlivu a která přepravovala ozbrojené jednotky, aby vstoupily na palubu nepřítele, svedly s ním boj, porazily jej a ovládly nepřátelské plavidlo. Obchodní lodě byly plachetní a utkávaly se mezi sebou jen zřídka. Od 14. století začala být tato plavidla vyzbrojována lehkými děly, původně pouze k obraně. Ta byla umístěna na nástavbách na přídi a zádi, spolu se střelci z kuší, odkud bylo možno vést palbu na palubu nepřítele, případně na vlastní v případě, že by na ni pronikl nepřítel. V 15. století se však objevilo těžké dělo odlité z bronzu, které umožnilo palbou vedenou na několik set metrů zdecimovat oplachtění nepřítele, případně přímo vedenou palbou prorazit obšívku nepřátelského plavidla. V 16. století se tak začala v námořním boji uplatňovat palebná síla. S děly rozmístěnými po svých palubách mohly i obchodní lodě obstát v boji s nepřítelem, musely však mít prostor pro lodní náklad, zásoby a početnější posádku. V této době válka, obchod a objevné plavby vzájemně souvisely. Mocenský a obchodní monopol Španělů a Portugalců narušovaly ostatní národy západní Evropy, respektive protestantští námořníci z těchto zemí, kteří vedli námořní kořistný boj často nevybíravými metodami. Angličané, Francouzi a hlavně Holanďané bohatli korzárstvím, ale hlavně námořním obchodem. Zisky Holanďanů byly natolik významné, že z nich vláda mohla financovat vojsko bránící hranice republiky proti španělským armádám.

Prosperita umožnila Holanďanům budovat opevnění a platit, cvičit a profesionalizovat vojenské jednotky, které byly udržovány ve zbrani po celý rok. Vůdčí myšlenkou nové taktiky bylo maximální využití palebné síly muškety. Namísto čtvercových několikatisícových útvarů vojáků vyzbrojených píkami (až 4 m dlouhými kopími), které byly běžně užívány na přelomu 16. a počátkem 17. století, byly zavedeny podélné formace mušketýrů o hloubce několika řad, mezi něž byly umístěny pěší formace vyzbrojené píkami, jež měly chránit mušketýry před útoky jízdy. Mušketýři po hromadném výstřelu spořádaně ustupovali dozadu a přitom nabíjeli, jejich místo zaujímaly další řady, takže přední šik zajišťoval neustálou palbu. Disciplina a spolupráce jednotek byla podmínkou. Tento způsob boje byl použit ve velkém měřítku za třicetileté války švédskou armádou, tvořenou z 90% žoldnéři nešvédského původu. Švédská jízda uplatnila útok v ukázněném seskupení mečem. Tuto taktiku dovedla k dokonalosti během anglické občanské války Cromwellova jízda. Švédové zvýšili také pohyblivost polního dělostřelectva snížením hmotnosti hlavně a zvětšením rozchodu kol. Dalšího pokroku v technologii výroby zbraní bylo hromadné užití kolečkového zámku, který byl již po století součástí loveckých zbraní a umožnil zrychlit kadenci palby a tím snížit počet střeleckých řad z 6 na 3. Druhou změnou byl vynález zátkového bajonetu, který z každého pěšího vojáka vytvořil zároveň bojovníka s píkou. Z východní Evropy se prostřednictvím habsburské armády objevila lehká jízda, užívaná při drobných potyčkách a průzkumných

234

akcích. Lehkou mušketou vyzbrojení dragouni se pohybovali na koních, ale bojovali pěšky. Byli užíváni i při policejních akcích proti vlastnímu obyvatelstvu.

Počátkem 18. století po posílení královské moci ve Francii v důsledku předchozích úspěšných hospodářských reforem ministra Colberta, se stala Francie vojenskou kontinentální velmocí. Podíl na této skutečnosti mělo mimo jiné zavedení zajišťování armády civilní správou– intendanturou. Dodávky se týkaly zajišťování potravin, zbraní a výstroje, včetně uniforem. Francie byla vybavena novým pevnostním systémem inženýra Vaubana, který kopírovaly ostatní mocnosti. Francouzská armáda se stala obdivovaným nástrojem státní moci, který vojenské instituce evropských států kopírovaly v místních variantách. Typickým představitelem růstu vojenské moci se stalo Braniborsko, které se z chudého bezvýznamného státečku stalo během 18. století skutečnou vojenskou velmocí. Stalo se tak díky nelítostnému vybírání daní a kontrolou zdrojů poddaných jinak chudého státu, nazývaného Pruskem, se sídlem v Berlíně. Změnil se způsob vedení války, v níž se velící generálové vyhýbali rozhodujícím bitvám na úkor drobných šarvátek, vedených tak, aby nedocházelo k zbytečným ztrátám těžko nahraditelných profesionálů. Při ekonomickém rozvoji společnosti a možnostmi obživy v civilních povoláních zájem o službu v armádě upadal a tak docházelo k násilnému verbování rekrutů pro službu v armádách, které tvořily státy ve státě se samostatným světem, vlastními zvyky a subkulturou.

Revoluce, ke kterým došlo na konci 18. století přinesly novou vojenskou doktrínu. Jak nejprve v americké, kde se uplatnila lehká pěchota operující v malých jednotkách, tak později ve francouzské revoluci, kdy armádu tvořily dvě třetiny nevycvičených dobrovolníků, opírajících se o část staré královské armády. Vojáci jako svobodní lidé bránili svobodu a proto jim byla kombinace osobních soubojů v masově vedených útocích na bodáky přirozeným způsobem boje. Později byl dobrovolný vstup do armády nahrazen všeobecnou brannou povinností a armáda byla vyvedena mimo hranice Francie. V období mezi roky 1801 až 1805 uspořádal Napoleon armádu do armádních sborů, které se skládaly z několika divizí (obvykle pěší a jízdní). Divize měla 2 pluky, každý pluk 2 prapory. Tento způsob organizace převzaly ostatní státy a byl užíván více jak 150 let. Nedostatek výcviku vedl k obrovským ztrátám, vojáci byli cvičeni tak říkajíc za pochodu. Kvalita jednotek byla nahrazována několikanásobným zmnožením počtu děl. V posledních akcích napoleonských válek se prosadily tradiční schopnosti a materiální zabezpečení koaličních států, když se ekonomické i lidské možnosti Francie zcela vyčerpaly. Revoluce zničila profesionální kádry, v nichž spočívala kvalita francouzského loďstva, které se v 70tých letech stalo nadřazeným loďstvu britskému. Naopak britští velitelé po reorganizaci lodní dělostřelby, signalizace a zásobování floty, při volnějším uplatnění zásad vedení námořního boje získali trvalou převahu. Postupně zničila Velká Británie flotily všech svých nepřátel – Španělů, Holanďanů a Francouzů– a důslednou kontinentální blokádou přispěla ke konečné porážce Francie.

Po další půlstoletí se armády navracely do stavu odpovídajícímu 18. století. Byly obecně užívány spíše k potlačování nepokojů a vzpour. Velmoci s výjimkou Pruska odstranily reformy, k nimž byly nuceny během války s Napoleonem. Tříletá branná povinnost, dvouletá v záloze a domobranecký landwehr byly více méně zachovány a byly postupně vytvořily základ moderní pruské armády. V první polovině 19. století vznikla řada vojenských akademií a strategií se zabývajících prací, armády byly chápány jako armády národní. Díky zavedení parního stroje v dopravě a vytvoření sítě železnic byla umožněna rychlá hromadná doprava vojenských útvarů, což bylo praktikováno v řadě válek jak v Evropě, tak v občanské válce Spojených států. Vynález telegrafu umožnil jak rychlé zpravodajství, tak případné předávání povelů. Mezi lety 1815 a 1914, kdy strategii měnila revoluce spojů, změnila taktiku revoluce techniky.

Střelné zbraně prodělaly první inovaci před rokem 1870. Bylo to zavedení drážkování hlavně, které zvýšilo dostřel a přesnost palby asi pětkrát. Křesadlový odpalovací

235

mechanizmus byl nahrazen spolehlivou nárazovou zápalkou. Těmito zbraněmi bojovaly francouzská, britská, ruská a rakouská armáda v 50. letech 19. století na Krymu a v Itálii. Prusové vyzkoušeli svoji pušku konstrukce Dreyse až ve válce s Rakouskem v roce 1866. Jehlovka byla první zbraň s drážkovanou hlavní nabíjená zezadu. Měla sice kratší dostřel pro únik plynu ze závěru, ale trojnásobnou kadenci s výhodou střelby vleže. Výhody takové pušky využily brzy všechny evropské mocnosti. V roce 1860 byly všechny evropské armády vyzbrojeny děly s drážkovanou hlavní, která byla nabíjena zepředu. Zaostávání pruského dělostřelectva za dělostřelectvem francouzským a rakouským vedlo k vyvinutí ocelového děla s nabíjením zezadu, které zkonstruoval a vyrobil ve svých závodech Friedrich Krupp. Tímto dělem nové konstrukce byla vyzbrojena pruská armáda roku 1870, kdy porazila Francii, ovšem také díky početní převaze a taktickými manévry. Roku 1880 byly vyvinuty nové bezdýmné trhaviny (lydit, kordit a melinit), které nahradily černý střelný prach. To umožnilo zmenšit ráži pušek při zvýšeném dostřelu až na 1000 m. Snadnost a rychlost nabíjení zvýšilo užití kovových patron a zásobníků. Funkčnost těchto zbraní byla koncem 19. století překonána zavedením vodou chlazených strojních pušek (kulometů) vybavených nábojovým pásem s kadencí několika set výstřelů za minutu.

Na moři vedl vývoj od dřevěných řadových lodí (většinou plachetnic s pomocným parním pohonem) k obrněným plavidlům poháněným parním strojem. Impulsem byl souboj dvou obrněných lodí – Merimac a Monitor za občanské války Spojených států roku 1862. Druhá polovina 19. století byla dobou horečného soupeření mezi Anglií a jejími tehdejšími hlavními imperiálními soupeři Francií a Ruskem. Na samém konci století vstoupili do hry Němci, opírající se o svůj rozvinutý těžký průmysl. Zdecimování ruské floty císařským japonským námořnictvem vedlo ke stavbě pancéřových lodí vybavených těžkými děly nazývaných podle britského prototypu Dreadnought. Bitevní loď se stala symbolem národní hrdosti, předpokládalo se, že zajistí nadvládu na moři a tím nad celým světem. Zároveň byla zaváděna do výzbroje ponorka, jejíž čas měl ještě nadejít v období první a hlavně druhé světové války. Novými bojovými prostředky se staly námořní miny a torpéda. Do první světové války vládla mořím Británie, dosud světová průmyslová velmoc ohrožovaná mocenskými ambicemi Německa. Mohutná loďstva budovaly Spojené Státy, ale také Japonsko a velmoci druhého řádu, jako byla Itálie a Rakousko–Uhersko. Měřítkem byla ekonomika jednotlivých zemí. Technika 19. století umožnila hromadnou výrobu zbraní, které byly čím dál účinnější, ale s nimiž se navíc snadno zacházelo. Hromadná výroba zbraní si vyžádala daleko větší nasazení vojáků. První světová válka (1914–1918) přinesla vyčerpání ekonomických zdrojů Centrálních mocností a vítězství Spojenců, k němuž výrazně přispěl vstup Spojených států a to nejen vojensky, ale hlavně hospodářsky.

Válka vstoupila v období „Velké války“ i do vzduchu nejprve jako podpora podzemních bojů a letouny se věnovaly svému prvořadému úkolu – průzkumné činnosti, k níž přistoupilo řízení dělostřelecké palby. Po zvýšení doletu, rychlosti a nosnosti letadel se ukázalo, že letadlo může převzít úkoly dělostřelectva a dokonce přenést útok hluboko do zázemí nepřítele. Pro získání vzdušné převahy bylo užito výkonných stihačů. Teorie získání převahy pomocí letectva byly vypracovány v období mezi dvěma válkami a do jisté míry ovlivnily průběh další světové války (1939–1945). Podobně jako námořní válka se vzdušná válka stala nesmírně komplikovanou kombinací taktické a technické vynalézavosti, při níž byli příslušníci ozbrojených sil závislí na výsledcích práce vědců přinejmenším stejně jako na vlastních schopnostech (radar, užití raketového a tryskového motoru, schnorchel ponorek atd.)

Vliv technických změn na vedení pozemní války nebyl tak přesně vymezený. Sice již během první světové války byl použit spalovací motor k pohonu bojových vozidel. První tanky byly přizpůsobeny zákopové válce. Jejich taktickým využitím (stejně jako kooperací mezi jednotlivými druhy zbraní) dosáhli Němci v prvních fázích druhé světové války řady úspěchů vedením tzv. bleskové války. Masivní nasazení tanků a dalších vozidel vyžadovalo

236

odpovídající zásobování, které se později ukázalo jako vysoce zranitelné nepřátelským letectvem. Také druhá světová válka probíhala tak, že obě válčící strany se snažily ovládnout vojensky území protivníka a zničit jeho hospodářské zázemí. Pozemní a námořní operace byly provázeny bombardováním zázemí, při němž byl ničen jak průmysl, tak terorizováno civilní obyvatelstvo. Obchod a zásobování bylo rušeno námořní blokádou, kterou se naopak snažily zlikvidovat nepřátelské ponorky. Byl aplikován systém ochrany konvojů pomocí doprovodných plavidel a letadel z eskortních letadlových lodí. Letadlová loď se stala nejvýznamnějším válečným plavidlem. K útokům na britská a belgická města nasadili nacisté letounové střely opatřené náporovým motorem a rakety, zavedli do sériové výroby raketové a tryskové letouny. V jaderném výzkumu byli předstiženi Spojenci, když Spojené státy shodily v srpnu 1945 dvě atomové bomby na japonská města. Skončil tak poslední světový konflikt celých společností, který zároveň ukončil pět století trvající nadvládu Evropy nad zbývajícím světem.

Během několika dalších let byly sestrojeny termonukleární zbraně, svět byl rozdělen na dva tábory při „křehké rovnováze teroru“. Evropa byla rozdělena hranicí, která kdysi tvořila východní okraj karolínské říše. Války se objevovaly po celém světě – s výjimkou Evropy. Ústřední roli sehrály tzv. konvenční války, vedené zbraněmi, které měly svůj konstrukční původ ve druhé světové válce. V sedmdesátých letech započal rozvoj mobilních střel s přesným naváděním. Nové zbraně byly ověřeny při konfliktech na Blízkém východě a na indickém subkontinentu. Nové zbraně, jako střely, nadzvuková letadla, ponorky s jaderným pohonem a protiponorkové fregaty – je schopna vyrábět pouze hrstka technicky nejvyspělejších států a využívat je mohou jen armády s nejvyšší odborností.

237

238