OTTO VON GUERICKE

☼     20.11.1602   MAGDEBURG             ۞      11.5.1686  HAMBURG

Horror vacui… Dvě tisíciletí, osmdesát generací myslícího ztopořeného klíče Homo sapiens sexy brains sapiens, platila pro svět tato Aristotelova představa: nepřekonatelný odpor přírody vůči jakémukoli prázdnému prostoru je příčinou kapilárních jevů či nasávání vody při čerpání. Podobně jako některé další Aristotelovy postřehy sice naprosto nekorespondovaly pravdě, zato dobře vyhovovaly účelu učeníčka mučeníčka církve. Pochopitelně – copak lze ve výsledku aktu stvoření připustit nějakou nicotu? Z ničeho vykouzli něco? Vždyť to by byl, řečeno slovy současnosti, důkaz nízké kvality božího díla…

Někdy v desátých letech 17. století narazili (určitě ne první) florentští studnaři na znepokojivý úkaz: při zřizování hlubších studní nedokázali ani nejlepšími čerpadly nasát vodu výš než po určitou, v podstatě stejnou mez. Dál voda zůstávala „viset na ničem“. Studnařům byla přírodověda samozřejmě lhostejná. Šlo však o živnost. Obrátili se proto o vysvětlení k autoritě z nejpovolanějších. Jenže Galilea už v té době zaujaly jiné problémy, vědecké i osobního rázu: jeho objevy na nebi vedou k závěrům, které nadmíru vzrušují inkvizici, autodafè, akt víry… Co asi ctihodným řemeslníkům nakukal? Mohl nejvýše, snad i s trochou netrpělivosti, opakovat výsledky svých pokusů z Padovy. Horror vacui má toliko omezený dosah. Síla vakua, která vše táhne do jeho středu, působí právě jen na těch vašich osmnáctero loktů. Avšak proč právě tolik…? Ano, ani největší fyzikus té doby se ještě zcela nedokázal oprostit od víry ve strach z prázdnoty, třebaže jej už kvantitativně s úspěchy odboural.

V té době však už dospíval chlapec, jenž představu o horror vacui jednou nejen zcela zavrhne, ale všechen svůj volný čas věnuje vytváření prázdnoty.

Životní ambice Otto von Guericka původně mířily zcela jinam než kvantová fyzika k fyzikovi. Jako potomek starobylé rodiny vysokých magistrátních úředníků byl odmalička předurčen k působení v městské správě. Proto začal již v patnácti letech studovat práva. Prochází univerzitami v Lipsku, Halmstadtu a Jeně a v roce 1623 studia poněkud překvapivě utne dvouletým pobytem v Leidenu, kde se zájmem navštěvuje čtení z matematiky, fyziky a mechaniky, vyjadřující samé jadrné složité výpočty. (Jeho učitelem je například Willebrod Snell, čerstvý objevitel zákona o lomu světla.) Pak vegetuje dva roky v Anglii a Francii (práva nebo fyzika?). Třiadvacetiletý se vrací domů.

Ve střední Evropě zuří třicetiletý kolaps míru, konflikt z gruntu a zprvu náboženský, který se vzápětí hlavně nenápadně zvrhne v duel Habsburkové versus „zbytek světa“. Guerickův rodný Magdeburg leží ve sféře zájmů šílených katů katolíků i protestantů, Habsburků i antihabsburků. Vědomostmi i představami o budoucnosti dobře krmený mladík se sotva stíhá oženit a boom.

Válka mění hodnoty, ruší zavedené pořádky. Může usnadnit zrovna tak vzestup jako pád… A protože žádné hradby nejsou nedobytné, je třeba vyjednávat, smlouvat, žadonit a čekat na milost… nebo jen docela prostě handlovat výhodné nabídky… a i to znamená u nevypočitatelných válečníků nezřídka ohrožení stability života. Koho tím pověřit? ptají se měšťané na radnici. Volba padá na Guericka. Původ má, školy také. Zkušenosti? Však on si je doplní… pokud s instinktem jako nosáč přežije…

Přežije. A činí se tak, že si vydobývá univerzální úctu. Na jaře roku 1631 se při obléhání Magdeburgu dokonce stává – osmadvacetiletý! – „ochranným a výlučným pánem města“, vrchním velitelem a organizátorem obrany. Právo zůstává uzavřeno v knihách, kterými se přitápí v kovářských výhních či pecích na odlévání kulek. Rozhoduje hřmotná síla. A to je vlastně také fyzika! Dynamika zbraní, statika opevnění… Co a proč jsi vlastně studoval, veliteli? Vždyť si vedeš jako ten nejzkušenější stavitel v ráži v rajónu!

Při neustálém kontaktu s prostými lidmi, zedníky, kováři a navíc v mezní situaci, poznává Guericke něco, co každému kabinetnímu mysliteli zůstává navždy utajeno: účinnost na vlastní oči spatřeného a demonstrovaného experimentu. Současně pak, nucen rozhodovat o osudu jiných, získává i onu nezbytnou míru duševního rozmachu, bez něhož se člověk chudý na experiment jen výjimečně stane doopravdovou veličinou. Polnice však troubí honem k útoku! Vojska maršála Tillyho, momentálně vrchního velitele armád německého kajsera Ferdíka II., se valí na město… Magdeburg je dobyt. A podle tehdejších „dobrých válečných zvyklostí“ též vypleněn a spálen do aleluja. Z celého skvělého majetku Guericků zbude jen – rodová kniha. Je zrovna půjčená do bezpečí. Nemalá kořist však vykoná své: zchladí žáhu dobyvatelů natolik, že alespoň nebaží po další krvi. Zato po dalších cinkajících zlaťácích ano… Guericke s rodinou (má tři malé prcky) je zajat pro výkupné. To nakonec složí švédští protestantští přátelé. Zároveň Guericka uvádějí do Braunschweigu (Brunšviku) k „polnímu dvoru“ svého kinga Gustava II. Adolfa. Guericke se ujistí, že král chce osvobodit Magdeburg a vstupuje do jeho služeb. Po vyhnání zlotřilce Tillyho se do města vrací. Kolotoč se roztáčí nanovo: organizace života, stavby, nutná jednání… a protože mu ožebračené město nemá čím platit, zakládá hospodářskou usedlost. Začíná i vařit pivečko…

Roku 1646 se stává starostou. Bude jím více než tři dekády… Získané postavení mu káže hodně cestovat, do Vídně, Regensburgu, ba i do Prahy… K panovníkům jednotlivých poničených státečků, k říšským sněmům. A pravděpodobně právě na některé z prvních cest se to přihodí: dozvídá se o problému vakua. Zaujat, rozhoduje se důkladně ho prozkoumat. K tomu je však zapotřebí získat ho v měřítku podstatně větším než představuje prostor nad rtutí v trubici.

Život se svými ztrátami a nálezy je vskutku nevypočitatelný. Choval-li Guericke kdy jakou náklonnost k fyzice, potlačil ji v zájmu města. Avšak právě při cestách v zájmu města narazil na svůj „životní“ úkol: fyzikální vakuum. Navíc v době „citového vakua“ po smrti ženy… Dosti dohadů, skutečností trvá, že vědecky nejplodnější doba života Guerickova začíná až rokem 1646.

Prvním terčem Guerickovy pozornosti se stává obyčejné vodní čerpadlo. A protože obyčejné, značně netěsné. Guericke je nasazuje na uzavřený sud plný vody. Uvažuje asi takto: po úplném odčerpání musí uvnitř vzniknout prázdný prostor… Ihned od počátku pumpování se objevuje jeden podivný nešvar za druhým; síla potřebná k čerpání neustále narůstá, pak začnou povolovat těsnění a nakonec se válec čerpadla zhroutí, jako by byl budižkničemu z lejstra papíru. Třeba vše zesílit, důkladněji sesadit a pak… Tři statní vazouni mají co dělat, aby překonali odpor pístu. Po vyčerpání vody vychází ze sudu zvuk intenzívně se vařící kapaliny! Okolní vzduch se zase zřejmě ne zcela neprodyšnými stěnami sudu hvízdavě dere dovnitř… dokud vyčerpaný prostor zcela nenaplní.

Povzbuzen „neúspěchem“ nechává badatel vyrobit velikou měděnou kouli a v dalších vzácných chvilkách volna – která zvídavost pozná oddech s útlumem v jedné kombinaci, jako jsou její bílá a její černá? – se z ní pokouší vyčerpat vzduch rovnou, tedy nasucho. Samozřejmě čerpadlem již upraveným na prostředí téměř 800x řidší než je voda. A hle, vono to funguje! Náhle je však koule „s hlučnou ranou a k hrůze všech tak zploštěna, jako když se zmuchlá plátno mezi prsty nebo jako by koule byla velikou silou shozena z nejvyššího vrcholku věže…“ Všichni v hrůze prchají z dosahu, v hlavách myšlenky na peklo či boží hněv, jen jeden z přítomných zůstává. Tahá se za úzkou bradku a zadumaně hledí na kovovou placku. Porážka? Ne, další informace! Tlak vzduchu se zdá být vyšší než se čekalo, a koule určitě nebyla dost zakulacena…

Kolik úsilí asi stojí přemluvit pomocníky k dalšímu pokusu?

Tvarově dokonalejší koule se osvědčila, a tak „bylo tedy podruhé docíleno prázdného prostoru“. (Oproti „Torricelliho vakuu“, vzniklému nad sloupcem rtuti v zatavené trubici, jde nyní o „vakuum Guerickovo“, získané postupným zřeďováním vzduchu. Oba názvy se udrží až do počátku 20. Století.) „Po otevření ventilu na kouli tlačil se vzduch dovnitř takovou silou, že dělníka stojícího těsně před ním málem srovnal k zemi, jako mě dnes Lucie v rovných osm ráno…“.

Po tomto úspěchu přistupuje badatel k výrobě „zvláštního stroje ke zřizování vzduchoprázdnoty“, ke konstrukci první vývěvy. Spatří světlo světa někdy okolo roku 1650. Projde mnoha částečnými změnami a vylepšeními, až nakonec obsahuje všechny prvky později dlouho používané klasické ventilové vývěvy. Tou Guericke opakovaně vyčerpává silnostěnnou skleněnou baňku se zabroušeným hrdlem patřičně širokým pro vkládání pokusných předmětů. Neboť tak to vyžaduje logika výzkumu: cíl jednoho problému je vlastně startem problémů dalších… ať žije fyzika jako jádro pudla… A zde přece stačí „jen“ položit otázku, vytvořit podmínky a příroda už na ni odpoví sama od sebe! Pravda, pouze tomu, kdo umí naslouchat… Guericke naslouchá pečlivě a odpovědi si nenechává pro sebe. Jako opravdový „veřejný činitel“ demonstruje některé své výsledky na veřejnosti, navíc vzhledem k tehdejšímu stavu techniky v úctyhodném měřítku. Lidé stojí v úžasu nad vymyšleným zkonstruovaným velkým pístem, který po spojení s vyčerpaným prostorem povalí i padesát vazounů tahounů jako bowling kuželky! A spokojený starosta vysvětluje…

I v tom tkví součást jeho historické velikosti: přispěje tím k vyvrácení bludu o horror vacui nesrovnatelně víc než ten nejvybroušenější traktát diktát potentát. Však se také budoucí věda jeho metodou poučí… Nyní však… do klidného hovoru rozumných se mísí povyk nehostinných bláznů, řekli bychom trapných hlupáků: Kdyby se vážený pan purkmistr méně zabýval pořádáním divadélka pro lůzu – beztak tím jen pokouší ďábla! – jistě by si vedl v úřadě ještě zdatněji!

V květnu 1654 zasedá v Regensburgu říšský sněm. Nerokuje se však o záležitostech pouze politických nebo hospodářských… Magdeburgský starosta tu Ferdíkovi III. a nejvyšším římským knížatům předvádí výkřik módy zázrak techniky: přikládá k sobě dvě dokonale přiléhající polokoule a zvláštním čerpadlem z nich vypumpuje vzduch. Šestnáct koní, čtyři páry na každé straně, se marně snaží polokoule od sebe roztrhnout. Podaří se jim to až po krajním úsilí. Podruhé však stačí jen pootočit kohoutkem na jedné z nich, a jaký to div! – odpadnou od sebe samy. Jak je tohle možné?

„Když Vaše Císařská Milost dovolí, to vzduch kolem nás vyvozuje tak obrovský tlak… Vzduch má totiž svou vlastní váhu, která tlačí na vše, co se nachází na povrchu zemském…“

„Tedy i na mne?“, podivuje se hlášení panovník. „A proč mě to tedy nerozmáčkne jako malinu?“

„Neboť stejný tlak se nachází i uvnitř Vaší Císařské Milosti. V plicích, v …prosím za odpuštění… v krvi Vaší Císařské Milosti, a tento vnitřní tlak jest v rovnováze s tlakem vnějším. V polokoulích však jsme vnitřní tlak zpacifikovali čerpadlem a získali vzduchoprázdnotu. Síla z váhy atmosféry tedy působí toliko zevně.“

Někteří dvořané se pohoršeni kaboní, ale císař se tím zřejmě dobře baví.

„Síla ta byla již dokonce změřena zařízením, jež vynalezl Torricelli, žák velkého Galilea,“ pokračuje Guericke se zápalem. „A jiný učenec, Francouz Pascal dokonce potvrdil, že síla je největší u mořské hladiny, zatímco s výškou jí postupně…“

„Shledáváme, že jste obdařen neobyčejným nadáním, purkmistře, když jste nám dokázal vynalézt tak důmyslné povyražení. Jsme spokojeni s výsledky…“

Ono „povyražení“ by mohlo přinést i užitek, ach, jen toho času kdyby bylo ještě víc…

„Trpíte snad nějakým nedostatkem, jenž by bylo v našich silách napravit?“

„Vaše Císařská Milost je nesmírně laskava… Za svoji osobu nestrádám nikterak. Smím-li se však odvážit…“

Okolí v tu chvíli zpozorní. Jak využije ten šarlatán císařovy přelétavé přízně?

„Moje město…“

„Mluvte, co je s ním? Pokud víme, pod vaší správou si vede zdatně!“

„Vaše Císařská Milost je nesmírně laskava. Magdeburg však odpradávna požíval práva svobodného města. Zato nyní, jak jest Vaší Císařské Milosti jistě známo, obec tato práv svých odvěkých pozbyla. Kdyby Vaše…

„Skrze náklonnost k vám, milý Guericke, budeme nakloněni i věci vaší obce…“

Jak to celé nakonec dopadlo? Ferdinand III. i jeho nástupce Leopold I., rovněž Guerickův příznivec, měli nejspíše na práci důležitější záležitosti. Ačkoli, tak docela zase ne… Magdeburg se sice bývalých výsad nedočkal, zato jeho starosta je roku 1666 povýšen do šlechtického stavu. Co se tím na jeho životě změní? Dál vede město podle svých nejlepších sil k prosperitě, dál ze svých příjmů zřídkakdy vidí tolar. Už si na nevděk přivykl. Vždyť kdo mu přišel poděkovat, když pomocí svého vodního barometru předpověděl silnou bouři a zabránil tak zkáze od velkých škod?

S postupujícími léty Guericke své experimentování omezuje. Místo toho píše. Cítí na krku stáří, chce uvést věci na pravou míru. Od zmíněného sněmu v Regensburgu se totiž zvěsti o jeho experimentech roznesly po Evropě a řada badatelů je opakovala a zveřejnila. Navíc Guericke ochotně přenechával svá zařízení významným osobnostem ke zkoumání i pro špás. Výsledkem je celá řada tisků o jeho původních pozměněných i zcela zkomolených výsledcích, ve kterých jeho prvenství objevitele a vynálezce utichá. (Proto například bývá ve starší literatuře za vynálezce vývěvy někdy uváděn Robert Boyle, který ji pouze zdokonalil a ve vlastních publikacích cituje Guericka.)

Souhrnná zpráva o všech Guerickových pokusech, nazvaná Nové magdeburské pokusy o prázdném prostoru, vychází roku 1672. Teprve z této pětidílné vědecké zpovědi se svět naplno dovídá o jeho dalších pozoruhodných objevech a převratných myšlenkách. Uveďme si některé z nich a připomeňme, že vznikaly v polovině 17. století: Vzduch za každého tlaku se stejnoměrně rozptýlí po vymezeném prostoru. Větry a bouře vznikají z rozdílu tlaků vzduchu. Mraky se tvoří zřeďováním vlhkého vzduchu. Při střetu dvou vodních mas ve vakuu vzniká zvláště tvrdý „zvuk, jenž nelze jinak vyvolat“. Absolutního vakua nelze dosáhnout pro vypařování těles. Atmosféra je držena pohromadě jen svou vlastní váhou (mimochodem, právě v době vzniku „Nových pokusů“ tvoří Newton nový anglický tón megaton základy svých „Principií“, v nichž objevuje příčinu váhy – gravitaci). Vesmírný prostor mezi nebeskými tělesy se jeví prázdný býti. Vakuum nebrání průchodu světla, zvuku však ano (dílčí nejasnosti vznikly paralelním vedením zvuku pevnou hmotou). Komety se mohou periodicky navracet. A teď snad to nejzajímavější: hoření a život již v nepříliš zředěném vzduchu skomírají a úplně zaniknou!

Jak vidno, nejen vakuum se stalo předmětem Guerickovy nehynoucí zvídavosti… Proto druhý nejvýznamnější Guerickův vynález pochází z odlišného koutu fyzikálního oboru. Týká se elektřiny. Zdatného mechanika Guericka totiž iritovalo třít kusy skla či pryskyřice kůží, proto začal k získávání náboje používat velké koule ulité ze síry a otáčením klikou třené o přiloženou dlaň. (Přitom objevil dosud neznámé elektrické odpuzování.) Jeden z exemplářů této první třecí elektriky věnoval Gottfriedu Leibnitzovi, který na ní první pozoroval elektrické jiskry. (Ty se až do Galvaniho a Voltovy éry stanou hlavní atrakcí „fyzikálních salónů krásy či spásy“.)

Až roku 1681 Guericka milované a nevděčné město propustí ze služeb totálně. Guericke odchází do Hamburgu k synovi, který je zde kurfiřtským rezidentem. V klidu, obklopen péčí rodiny, roku 1686 umírá. Na své přání je pochován v rodném městě. Hrob se však ve válečných zmatcích na počátku 19. století ztratí; teprve později mu vděční magdeburčané postaví pomník. Skvělý pomník záslužnému přírodovědci i záslužnému člověku ve společnosti.