Otto von Guericke: Příběh čaroděje, který objevil kouzlo vakua

  • Před pár sty lety ještě nikdo netušil, co je tlak vzduchu a jakou má moc
  • Vakuum bylo nemožné, Bůh by ho přece nedopustil
  • Pak ale přišel Otto von Guericke a změnil to

Už od nepaměti hledali lidé nové zdroje síly, nové možnosti, jak zapřáhnout přírodu, aby pracovala místo lidských paží. K pohonu jednoduchých strojů byla využita voda, později i vítr, nehledě na tisíciletou výpomoc ohně. Nikdo přitom netušil, že všude kolem nás dřímá obrovská energie, která také může být člověku ku pomoci.

Pak se konečně objevil ten, který tuto sílu vytušil. Předváděl své takřka cirkusové kousky před užaslými diváky, kteří se domnívali, že něco takového nemůže zvládnout jen obyčejný člověk. Kdepak. Zvládnout tu tajuplnou sílu přece dokáže jen čaroděj! Dnes už víme, jak tlak vzduchu a vakuum funguje, a právě ten muž, Otto von Guericke, se o to velkou měrou zasloužil.

Mládí ve stínu války

Otto von Guericke se narodil do magdeburské měšťanské rodiny 30. listopadu 1602. Vzhledem k tomu, že rodina si rozhodně nežila špatně, usmál se osud i na Ottu, takže mu byla dopřána univerzitní studia.

V roce 1617 se zapsal na univerzitu v Lipsku a pár let tu poctivě docházel na přednášky z matematiky, fyziky a pevnostního inženýrství. Jenže poté mu ten vrtkavý osud přát přestal. Vypukla nejstrašnější válka, jakou Evropa kdy zažila. Válka trvající po třicet dlouhých let, která zpustošila Evropu jako žádná jiná.

Otto se před válkou pokoušel unikat. Nejprve se přesunul do méně známého Helmstedtu, posléze do Jeny a svá studia dokončil v relativním bezpečí Leydenu. Poté cestoval po Evropě a vstřebával nejnovější vědecké poznatky. To bylo tehdy, ve světě bez internetu, telefonů i telegrafu vcelku nutností. Pak ale v roce 1626 udělal chybu. Vrátil se domů.

Zpočátku to vlastně ani jako chyba nevypadalo. Ačkoliv Magdeburg byl protestantským městem, katolická strana jej neohrožovala a město pro změnu platilo daně císaři. Vlastně to byla ideální varianta, která všem vyhovovala. Posléze ale do války vstoupili Švédové a Guericke jim stejně jako další magdeburští měšťané začal důvěřovat. Kdyby jen to. Magdeburg odepřel placení tributu císaři, a to byla poslední kapka.

V roce 1631 byl Magdeburg obležen vojsky maršála Tillyho, který je nám dobře znám jako vůdce katolické armády na Bílé hoře. Poradil si i tentokrát. Po dvouměsíčním obléhání dal povel k útoku a jeho 40 000 vojáků Magdeburg dobylo a vyplenilo.

Magdeburg měl před válkou 30 000 obyvatel a významem se řadil vedle měst jako Hamburg nebo Frankfurt. Město bylo masakrem navždy poznamenáno a z místních obyvatel plenění přežilo jen asi pět tisíc těch, kteří se schovali do místní katedrály. Guericke byl naštěstí mezi nimi.

Později se s rodinou do Magdeburgu vrátil a pokoušel se o jeho obnovu. V roce 1646 se stal i místním starostou, kterým zůstal po další tři desítky let. Ovšem obnova zničeného města, to byl takřka neřešitelný úkol. Na konci války v roce 1648 zde žilo jen 480 obyvatel a předválečného počtu dosáhl Magdeburg až v devatenáctém století.

Ačkoliv se Otto von Guericke věnoval jak diplomacii, tak místní politice, na svá studia a vědecké zájmy nezanevřel. Za války k nim neměl příliš času, ovšem poté ze mohl věnovat jednomu zajímavému vědeckému problému. V roce 1644 totiž Evangelista Torricelli objevil, že existuje tlak vzduchu.

Horror Vacui: Bůh by přece nedopustil prázdnotu

Už slavný Aristoteles, nejvýznamnější starověký filozof, tvrdil, že příroda má strach z prázdnoty. Na Aristotela později navázali středověcí teologové, kteří tvrdili, že je to projev boží – to Bůh nechce strpět prázdno, odporující jeho stvořitelskému úsilí. Tímto úkazem, nazývaném učeně horror vacui, se vysvětlovala funkce sacích pump. Pod pístem vzniká prázdno, no a protože má Bůh z prázdnoty strach, žene do pumpy vodu, aby tuto prázdnotu zaplnil. Vypadalo to krásně logicky.

Jenže ve třicátých létech sedmnáctého století se tomu na zoubek podíval nejvýznamnější vědec tehdejší doby – Galileo Galilei. Byl v domácím vězení, kam jej inkvizice zavřela po jeho odvolání té kacířské myšlenky, že se Země točí. Takový nesmysl! Sice odvolal, ale pro jistotu jej hodlali až do konce života hlídat. Co kdyby se zase pustil do nějakého nebezpečného bádání.

Naštěstí, pokusy s pumpami nepovažoval jeho dozor za nebezpečné. Galileo se svými spolupracovníky objevil, že i ty nejdokonalejší pumpy nevyčerpají vodu z větší než přibližně desetimetrové hloubky. Proč? Copak poté už Bůh stávkuje?

Tento svůj nevyřešený problém odkázal Galileo mladému Evangelistovi Torricellimu, který se také pustil do experimentů, až vymyslel geniálně jednoduchý experiment. Tenkou skleněnou a na jednom konci uzavřenou trubici naplnil tekutinou, načež její otvor uzavřel palcem a ponořil ji dnem vzhůru do nádobky se stejnou kapalinou. Poté palec odsunul. Hladina v trubici poklesla a ustálila se ve výši 76 centimetrů nad hladinou v nádobce. Nad ní nebylo nic.

Totticelli dokázal, že strach z prázdnoty neexistuje a že to, co pohání sací pumpy, je tlak vzduchu. Ten také drží onen sloupec kapaliny nad hladinou v nádobě.

Čarodějná představení

Torricelliho slavný experiment hypnotizoval Evropu. Pochopitelně, ne tu válčící, ale Evropu moudrých hlav, toužící po pochopení tajemství přírody. To v dané době představovalo počet vědců, které bychom spočítali na prstech jedné či maximálně obou rukou. Tito pak prováděli další a další pokusy, aby ten nově objevený tlak vzduchu lépe poznali.

Blaise Pascal například nutil svého švagra, aby šplhal na jakýsi tisícimetrový kopec i s Torricelliho neskladným barometrem a měřil tam pokles tlaku vzduchu v závislosti na nadmořské výšce. Robert Boyle také experimentoval s měřením tlaku, až nakonec odvodil svůj slavný zákon o vztahu mezi tlakem a objemem plynu.

Kupodivu ale nikdo příliš nezkoumal to prázdno, které se ocitlo ve skleněné trubičce nad rtuťovým sloupcem prvního barometru. Spekulovalo se, vymýšlely teorie, ale jinak se vědci spíše věnovali tlaku vzduchu, což byl mnohem pochopitelnější fenomén. Ne tak Otto von Guericke. Když se v roce 1654 dozvěděl o Torricelliho objevu (ano, informace se tehdy nešířily zrovna rychle...), ihned se dal do vlastních pokusů.

Tím nejdůležitějším začal. Vylepšil tehdejší vzduchovou pumpu, která se tehdy používala pro plnění zásobníků na první vzduchovky (ty na rozdíl od těch dnešních měly vnější tlakovou nádobu, z níž se vzduch před každým výstřelem doplňoval).

No, vylepšil. On ji přestavěl a to tak, že vznikla první použitelná vývěva, pomocí níž byl schopen vyčerpat vzduch z uzavřené nádoby.

S tímto svým novým přístrojem mohl zkoumat to podivné nic. Kupodivu, jednou z hlavních motivací pro toto zkoumání, byla motivace náboženská. Navzdory Torricelliho experimentům totiž církevní scholastici stále tvrdili, že prázdno nemůže existovat. Stále se drželi Aristotela. Guericke byl protestant a soudil, že Bůh nemůže být natolik malicherný, aby nebyl ochoten se smířit s nějakým tím kouskem prázdna.

A proto nezůstalo jen u zkoumání někde v uzavřeném koutku laboratoře. Guericke se proslavil tím, že své experimenty demonstroval veřejně, neboť soudil, že jen tak lze změnit povědomí a vykořenit omyl. Pro tehdejší lid to vypadalo téměř jako čarodějnictví. Měl štěstí, že s tím přišel až v relativně osvíceném sedmnáctém století, bůhví jak by pochodil o pár stovek let dříve.

Pokusy, cirkusová představení a smrt

Guericke nejprve zkoušel vyčerpávat vzduch z pivních sudů. Soudil, že to je ideální velká nádoba, kde se ta tajemná prázdnota bude dobře zkoumat (poté, co se vypije to pivo). Jenže sudy jeho pokusy nevydržely, tlak vzduchu je probořil. Po několika dalších variantách, kdy uvnitř velkého sudů měl umístěn sud malý (přičemž výsledek byl stejně fatální) se konečně od sudů odpoutal a zvolil bytelnější variantu.

Nechal vyrobit dutou kovovou kouli a tu opět připojil k vývěvě. Napoprvé to ale nevyšlo, i tato koule se promáčkla. Ovšem s druhou tlustostěnnou a pravidelnou už byl úspěšný. Po vyčerpání vzduchu zůstalo v kouli prázdno. Koule byla plná...ničeho! Dokázal, že se Aristoteles mýlil!

Jenže jaké bylo to nic? Guericke s překvapením zjistil, že se v něm skrývá strašná síla. Když otevřel kohoutek ventilu, vzduch se do koule dral s takovou obrovskou silou a syčením, že by snad neopatrnému člověku i ruku utrhl. Nikdo do té doby netušil, že tlak vzduchu je oproti vzduchoprázdnu tak mocný.

A tak se Guericke pustil do cirkusových představení. Například připojil k tyči přes kladku dvanáct lan, kdy každé svíral svalnatý chlapík. Tyč byla připojena k pístu, pod nímž Guericke vyčerpal vzduch – a hle, ani těch dvanáct siláků nedokázalo té síle odolat!

Nejslavnější experiment s „magdeburskými koulemi“ předváděl na mnoha panovnických dvorech a náměstích velkých měst. Dal si vyrobit dvě tlustostěnné polokoule, přiložil je k sobě a spoj utěsnil gumou a z vnitřního prostoru vyčerpal vzduch.

Poté připřáhl z každé strany osmispřeží koní, ale ani tato na tehdejší dobu ohromná síla nedokázala ty dvě polokoule od sebe odtrhnout. Pak přistoupil pan starosta Guericke, povolil kohoutek, a koule od sebe odpadly vlastní vahou.

Nebylo to vše, co Guericke objevil. Například stál u zrodu prvního generátoru elektrostatické elektřiny – roztočil kouli ze síry a třel ji vlastní rukou. Takto vzniklý elektrostatický nápoj poté zkoumal. Nicméně jeho objev skryté síly ve vakuu, respektive v tlaku vzduchu, byl epochální a zajistil mu slávu. Pozdější tvůrci prvních motorů se inspirovali právě jeho experimenty, které popsal ve své několikasvazkové knize „Experimenta Nova“ a i v dalších.

Otto von Guericke se svého místa starosty v Magdeburgu vzdal až v roce 1678, a když v roce 1681 zasáhla Magdeburg morová epidemie, utekl i s rodinou do Hamburku. Zde pak v roce 1686 zemřel, ovšem pochován je ve svém rodném městě. I místní univerzita je po něm pojmenována. Nelze se divit té posmrtné slávě. Byl to přecei čaroděj, který objevil obrovskou skrytou sílu přírody.

Témata článku: Technologie, Historie, Evropa, Země, Fyzika, Galileo, Lidé, Experiment, Osobnosti vědy a techniky, Frankfurt, Nova, Tehdejší doba, Nová možnost, Nový zdroj, Otta, První motor, Velké město, 19. století, Dlouhý rok, Vnitřní prostor, Nadmořská výška, Třicátý rok, Vzduch, Domácí vězení, Velká míra

4 komentářů

Nejnovější komentáře

  • Patrik Chrz 6. 8. 2017 6:41:55
    V článku je nesprávně zaměňována vzduchovka s větrovkou,...
  • Vlasta Holeček 4. 8. 2017 21:32:30
    Dobrý článek, jen vidím že nás opustila slova vzduchoprátdno a podtlak....
Určitě si přečtěte

Jef Raskin: Neznámý tvůrce Macintoshe ve stínu Steva Jobse

Jef Raskin: Neznámý tvůrce Macintoshe ve stínu Steva Jobse

** Slavný Apple Macintosh byl nápad Jefa Raskina ** Šikovný inženýr měl vizi jednoduchého počítače pro běžné lidi ** Nakonec se jeho díla ujal Steve Jobs a všechno dopadlo jinak

Dnes | Tronner Pavel | 9

Měsíc měl magnetické pole přes 2 miliardy let

Měsíc měl magnetické pole přes 2 miliardy let

** Dnešní Měsíc má jenom velmi slabé magnetické pole, ale dříve tomu bylo jinak ** Magnetické pole Měsíce svého času bylo dokonce silnější, než je současné magnetické pole Země ** Někdy v době před 3 miliardami let však prakticky vyhaslo... nebo ne?

Dnes | Mihulka Stanislav | 2

Vyzkoušeli jsme špičkový monitor Dell UP2718Q, průkopníka s HDR

Vyzkoušeli jsme špičkový monitor Dell UP2718Q, průkopníka s HDR

** Jeden z prvních dostupných monitorů s HDR přináší Dell ** Pro HDR je zatím málo zdrojů a také samotný monitor je drahý ** Jsme na začátku, ale HDR se nám líbí a věštíme mu slibnou budoucnost

Včera | Polesný David | 14