Něco, čím se můžeme chlubit

Prvního září roku 1977 jsem šel do druhý třídy. Pršelo, mně se nikam nechtělo a brečel jsem. Bylo to úplně stejný září roku 1977, kdy se začal prodávat počítač Commodore PET, kdy ve Francii proběhla poslední poprava gilotinou a kdy při bouračce umřel Marc Bolan. A prvního září pršelo; to si pamatuju docela přesně, i když od tý doby uběhlo už pětatřicet let.

Tohle je vesmírná sonda Voyager 1. Vypustila ji NASA 5. září 1977 a momentálně je to zástupce lidský civilizace, kterej se dostal nejdál od Země. Vzdaluje se od nás průměrnou rychlostí milion a půl kilometru za den a dodnes funguje. Jestli se může lidstvo vůbec něčím chlubit, tak je to tohle. Dokázalo vyslat sondu, která má namířeno pryč ze Sluneční soustavy. Na rozdíl od dvojice sond Pioneer 10 a Pioneer 11, který mají na palubách proslulou destičku s obrázkem, vezou sourozenci Voyager 1 a Voyager 2 měděný pozlacený elpíčko s fotkama a nahrávkama zvuků Země a klasickou hudbou.

Nejdůležitější na programu Voyager je ale to, že jsme teprve díky jeho dvěma sondám pořádně objevili vnější planety - a nejen to, jak vypadají. Sondy prozkoumaly všechny vnější planety Sluneční soustavy - Voyager 1 snímkoval Velkou rudou skvrnu na Jupiteru a zkoumal Saturn, jeho prstence a jeho měsíc Titan. Voyager 2 zase letěl k Uranu a Neptunu. Ze všeho nejúžasnější (a co mě vedlo k tomuhle zápisu) jsou ale nahrávky, který tyhle dvě sondy pořídily. Jako nejlepší příklad snad poslouží zvuky Jupiteru - samozřejmě to není zvuk, kterej by se dal pořídit mikrofonem, ale je to převod interakcí elektromagnetických částic solárního větru s planetární magnetosférou. Soubor pěti nahrávek, který cestou z různejch zdrojů pořídily Voyager 1 a 2, vydala NASA na CD... a je to muzika nádherná, majestátní a děsivá. Zní to přesně tak, jak jste si kdy představovali, že to znít může.

Jestli by se někdo rozhodl dát dohromady seznam toho, nač může bejt lidstvo hrdý, rozhodně by do něj měl zahrnout i dvě osmisetkilový sondy, který už pětatřicet let putujou vesmírem a na palubě mají zlatou gramofonovou desku.

Šestnácté století, hodinářství zasvěcené, Pt. II

Vlna hodinářských vynálezů, následující po objevu kyvadla, vedla k dalším vylepšením. Angličan Richard Towneley přišel v roce 1675 s principem takzvaného skokového kroku, který umožnil proslulému anglickému hodináři Georgi Grahamovi stavbu jeho přesných hodin.

Otcem všech hodinářů na druhé straně La Manche ale zůstává Grahamův učitel a hodinářský mistr Thomas Tompion. Ten ve věku 32 let vstoupil v roce 1671 do londýnské Hodinářské společnosti a po třiatřiceti letech se v roce 1704 stal mistrem. Když byla v roce 1676 ustavena Královská observatoř, pověřil král Charles II právě Tompiona stavbou dvojice hodin založených na krokovém pohonu Richarda Towneleyho, které bylo třeba natahovat pouze jednou ročně. Stavba se podařila a hodiny se staly důležitým nástrojem pro astronomické výpočty.

Jen o vlásek

Tompion se velmi dobře znal s vynálezcem hodinkového vlásku Robertem Hookem (dlouhá léta bylo sporné, zda s tímto vynálezem přišel právě tento Angličan, nebo dříve zmíněný Christiaan Huygens), a sestrojil některé z nejstarších hodinek opatřených vláskem. Ty byly daleko přesnější než dřívější hodinky. Stál za vynálezem prvního všeobecně používaného regulátoru vlásku, který se používal v kapesních hodinkách až téměř do konce devatenáctého století, a také mohl díky vývoji cylindrového kroku stavět daleko plošší hodinky.

Během života sestrojil zhruba pět a půl tisíce hodinek a šest set padesát hodin a jeho práce proslula důmyslným designem a robustní konstrukcí. Jako první hodinář začal používat pro své výtvory číselné označení, což byl první případ sériového číslování průmyslově vyráběného zboží.

V roce 1711 se spojil s Georgem Grahamem, který pokračoval v započaté práci na pérovém kroku i po smrti svého učitele. Zajímavá je patrně informace, že mnoho z jeho výtvorů - včetně dvojice hodin s roční "rezervou nátahu" umístěná v Buckinghamském paláci - dodnes funguje.

Učedník a učedníkův následovník

George Graham se kromě hodinařiny hodně zabýval geofyzikou a zkoumal magnetismus. V této oblasti proslul objevem toho, že polární záře je spojena s variacemi magnetického pole; kromě toho vyráběl jehly kompasů, které byly používány největšími odborníky oboru. Proslul ale hlavně v hodinařině a připisuje se mu konstrukce několika klíčových funkčních vylepšení kyvadlových hodin, vynález rtuťového kyvadla, které mělo vyrovnávat rozdílnou přesnost chodu při změně teplot, kdy dochází k roztahování a smršťování materiálů. Jeho největším přínosem světovému hodinářství ovšem zůstává vynález skokového kroku v roce 1715. Na sklonku života pak pracoval s Thomasem Mudgem, který později sestrojil pákový krok, jeden z nejdůležitějších vynálezů na cestě k přesným kapesním hodinkám.

Thomas Mudge si dobyl místo na slunci díky genialitě, s jakou dokázal sestavovat i ty nejsložitější hodinky své doby. Mistrovského stupně dosáhl už v osmnácti letech a zanedlouho stavěl hodinky i pro španělského krále Ferdinanda VI - celkem mu dodal pět kusů hodinek včetně minutové repetice. Pákový krok vynalezl ve čtyřiceti letech věku a nejprve jej umístil do kyvadlových hodin - teprve po umístění v hodinkách se ale naplno ukázala genialita designu a pákový krok je dodnes považován za nejdůležitější vylepšení, jakého se jim kdy dosáhlo.

V pětapadesáti letech přestal kvůli špatnému zdravotnímu stavu Mudge hodinky stavět a stáhl se do Plymouthu, kde pracoval na vývoji námořního chronometru, který by dokázal uspokojit přísné požadavky Komise pro zeměpisnou délku. Částečně se mu to podařilo, ale stejně jako největší bojovník v oblasti zeměpisné délky měl velké potíže, když se snažil z Komise peníze vypáčit.

John "Zeměpisná délka" Harrison

Nejzajímavější na Johnu Harrisonovi je to, že se hodinářskému mistrovství vůbec neučil. Jeho otec byl tesař a když se (jak praví legenda) šestiletý John nakazil neštovicemi a musel ležet v posteli, dal mu právě otec hodinky, aby se nenudil a měl si s čím hrát. Neštovice přešly, ale vášeň pro hodinky ne - už jako tesařský učedník ve volných chvílích opravoval hodiny. Své první kyvadlové hodiny postavil ve věku dvaceti let; byly dřevěné, protože používal materiál, kterého měl jako tesař po ruce nejvíc.

Ve dvacátých letech osmnáctého století dostal John Harrison zakázku na stavbu věžních hodin pro Brocklesby Park v severním Lincolnshiru. Hodiny samozřejmě postavil ze dřeva (z dubu a exotické guajaky). Dodnes fungují a vůbec poprvé do nich Harrison začlenil svůj vynález - kobylkový krok. Jeho hlavní výhodou bylo to, že na něj nepůsobilo téměř žádné tření a neopotřeboval díky tomu mazání. Dalším zásadním vylepšením bylo bimetalové kyvadlo ze spletených tyčí mosazi a železa, které přispělo k přesnosti v různých teplotních podmínkách. Jeho skutečně hvězdná chvíle ale nastala při návrhu a stavbě námořního chronometru.

Čas na moři

Navigace na moři se dlouhá staletí řídila spíše metodou pokusu a omylu, doplňovanou zkušenostmi kapitánů a navigátorů. Určování východozápadní pozice neboli zeměpisné délky bylo nepřesné a právě o přesnost měření se námořníci snažili. Přesnost samozřejmě závisela na tom, jak dobře námořník znal čas na místě, kde se právě nachází a většina metod se spoléhala na přesná astronomická měření založená na předpověditelných pohybech nebeských těles. Tento problém byl považován za natolik složitý, že za jeho vyřešení určil Britský parlament odměnu 20 000 liber (ve své době obrovské peníze, které se dnes dají přepočítat zhruba na 3,65 milionu Euro).

Harrison se rozhodl problém vyřešit tím nejpřímějším způsobem - konstrukcí spolehlivých hodin, které by námořníkům poskytly přesný lokální čas. Teoreticky jednoduché, ale prakticky nesmírně složité (a to i pro člověka, který uměl postavit hodiny ze dřeva). Během námořní plavby se totiž musí takové hodiny vyrovnat nejen s nakláněním lodi, ale také se střídáním tlaků i tepelných podmínek a s vysokou vlhkostí. O možnosti sestrojení takových hodin pochybovali i takoví velikáni jako Newton či Huygens. A Harrisonovi trvaly práce na prvním námořním chronometru celých třicet let.

Zázrak jménem H4

V roce 1736 se plavil Harrison do Lisabonu na palubě HMS Centurion a na zpáteční cestu přestoupil na HMS Orford. S sebou měl první funkční model chronometru, který Komise schválila pro měření na moři. Po návratu do Londýna měli pro časomíru slova chvály jak kapitán, tak navigátor Orfordu. Nebyla to sice plavba přes Atlantik, kterou Komise vyžadovala, ale výsledky byly natolik pozitivní, že Harrison dostal zálohu pět set liber na vývoj další kompaktnější a odolnější verze. V roce 1741 byl po třech letech stavby a dvou letech testování na souči připraven model H2, ale v té době byla Británie ve válce se Španělskem a riziko toho, že by tak cenný mechanismus padl do rukou nepříteli, bylo nepřípustné. Zatímco čekal, až válka skončí, dostal od Komise dalších pět set liber, které okamžitě investoval do práce na třetím chronometru.

Díky zkušenostem navrhl stavbu dvou dalších přístrojů - velkého a menšího. A právě větší model H4 se stal jeho mistrovským kusem: šlo o překrásné hodiny, které měly tvar kapesních hodinek, ale průměrem 13,2 cm se rovnaly spíš hlubokému talíři. Běžely na frekvenci pěti tiknutí za sekundu, byly vybaveny řetězovým převodem a remontoirem. Trvalo celé čtyři roky, než byl tento zázrak hodinařiny sestrojen a Harrison, který v té době dosáhl 68 let, jej poslal v roce 1761 na plavbu přes Atlantický oceán v péči svého syna Williama. Když HMS Deptford dorazila na Jamajku, opožďoval se chronometr o pouhých pět sekund, což by znamenalo navigační chybu 1,25 minuty zeměpisné šířky - přibližně jednu námořní míli.

Vy si je zasloužíte, my vám je nedáme

Když se chronometr na palubě HMS Deptford vrátil zpátky do Londýna, očekával Harrison peníze, které si tak dlouho odpracovával. Komise ale došla k závěru, že přesnosti měření bylo dosaženo pouhým štěstím a dožadovala se další zkoušky. Rozezlení Harrisonové hnali spor až do Parlamentu, který rozhodl šalamounsky a nabídl hodináři odměnu pět tisíc liber. Harrisonové odmítli, ale nakonec svolili s další zkušební plavbou do Karibiku.

V té době se už zkoušela další metoda měření zeměpisné délky, která využívala měření pozice Měsíce. Během druhé plavby s H4 byl tedy na palubě HMS Tartar i Nevil Maskelyne, který měl vyzkoušet navigaci druhým způsobem. Přesnost H4 opět vzala všem dech, protože se chronometr opozdil o pouhých 39 sekund, což znamenalo navigační chybu zhruba deset mil. Maskelynův výsledek byl také poměrně přesný a astronom zaznamenal třicetimílovou odchylku, ale k závěru bylo zapotřebí zdlouhavého měření a výpočtů.

Problém spočíval v tom, že Komise znovu nechtěla uznat výsledky měření. Celá záležitost se dostala znovu do Parlamentu, který Harrisonům nabídl deset tisíc liber před a druhou polovinu poté, co umožní používání designu ostatním hodinářům. Do té doby měl být H4 předán královskému astronomovi k dlouhodobému měření na souši. Což se stalo. Zádrhel nastal v okamžiku, kdy se královským astronomem stal Nevil Maskelyne, který se tím dostal i do Komise. Ten okamžitě vydal negativní stanovisko a H4 tím definitivně popravil.

Král s časomírou

Harrison, který už tři roky mezitím pracoval na konstrukci H5, už toho měl dost a požádal o slyšení přímo u krále George III. Ten členy Komise nesnášel, takže Harrisona ochotně vyslechl a rozhodl se vyzkoušet H5 v chodu přímo v paláci. Po deseti týdnech došel k výsledku, že je chronometr přesný na třetinu sekundy denně. Harrisonovi doporučil, aby se se žádostí o odměnu za vítězství v soutěži obrátil přímo na Parlament. A tak se v roce 1773, kdy oslavil osmdesáté narozeniny, dočkal John Harrison doplatku k předchozím zálohám.

Kopii chronometru H4 (pod názvem K1) používal na své druhé a třetí plavbě kolem světa kapitán James Cook a jeho lodní deník doslova přetéká chválou na tuto časomíru - bylo to ostatně vidět i na Cookových mapách jižního Pacifiku, které dodnes zůstaly neuvěřitelně přesné. Chronometr K2 se nacházel na palubě HMS Bounty a přežil všechny útrapy cestou na Pitcairnův ostrov, kde byl vyzvednut a dnes je vystaven v londýnském Národním námořním muzeu.

Šestnácté století, hodinářství zasvěcené

Období šestnáctého až osmnáctého století můžeme při pohledu zpátky pokládat za dobu rozkvětu hodinářství takového, jaké máme nejraději - oboru plného inovací, chytrých vynálezů a pokroku. Nad mnoha důležitými odborníky v této oblasti se už dávno zavřela hladina dějin, takže z ní ční jen skuteční velikáni. Ale ti rozhodně stojí za to!

Před jejich příchodem panovala na celém světě téměř totožná situace. Hlavním ukazatelem denní doby zůstával pořád ještě pohyb slunce, občas spoutaný slunečními hodinami, ale v drtivé většině případů závislý na pohledu na oblohu. V některých bohatších městech existovaly věžní hodiny, ale byly velmi nepřesné (s denní odchylkou až hodinu) a čas neukazovaly, ale pouze odbíjely. Teprve postupem času se na nich objevil číselník a hodinová ručka - někdy byla ručka nepohyblivá a otáčel se celý číselník, jindy se pohybovala ručka po obvodu. Něco takového jako že by bylo alespoň teoreticky hodiny nosit v kapse nebo - jen si to představte! - dokonce na zápěstí, bylo myslitelné zhruba stejně jako si v roce 1970 dokázali lidé představit domácí stolní počítač.

Norimberské vejce do kapsy

Hlavním přínosem norimberského zámečníka Petera Henleina světovému hodinářství a hlavním důvodem, proč se o něm zmiňujeme, je jeho vynález hodinového pera, které umístil do kapesních hodinek roku 1510. Tyto hodinky spíše připomínaly bubínek (hodinky, připisované Henleinovi, označované názvem "Norimberské vejce", byly ve skutečnosti sestrojeny až po jeho smrti) a dokázaly na jedno natažení jít celých čtyřicet hodin. No dobře, postupným uvolňováním natahovacího pera se zpomalovaly. A neměly minutovou ani vteřinovou ručku, ale o ty stejně v dané době nikdo nestál. Hlavně že ukazovaly hodinu a dokázaly cinknutím oznámit začátek každé nové hodiny - milovníci hodinek tehdejší doby byli poslední zvukovými signály...

Důležité na těchto hodinkách bylo to, že dokázaly nahradit kyvadlo, potřebné u velkých hodin, mohly být přenášeny a šly (relativně přesně) v každé poloze. Vynález přenosných hodin způsobil naprostý převrat v lidském vnímání času. Lidé už nebyli tolik závislí na nejbližší kostelní nebo městské věži, ale mohli si svůj čas nosit s sebou.

Nechtěný kmotr ženevského hodinářství

V případě Švýcarů za všechno může náboženství. Hlavními popudy, které stály za rozkvětem tohoto velmi specializovaného a výjimečného průmyslu v zemi pod Alpami, byla kalvínovská reformace v Ženevě a o něco později potírání huguenotů ve Francii.

Do Švýcarska také zamířila první uprchlická vlna huguenotů kolem roku 1550 a dá se říct, že teprve v tomto okamžiku nastal pro švýcarské hodinářství ten skutečný okamžik rozkvětu. Náboženští vyhnanci, mezi nimiž bylo mnoho klenotníků a hodinářů, se logicky usadili právě ve francouzsky mluvící Ženevě. Město bylo už odedávna proslulé svými mistry v oboru šperkařství a emailovaní.

Jan Kalvín, který vládl městu železnou rukou, ovšem zakázal marnivé nošení šperků a mistři řemesla museli hledat jiné uplatnění. A našli je v hodinářském oboru. Čekala je téměř dvě a půl staletí klidu, než v roce 1798 Francie Ženevu anektovala. V tom okamžiku byl s rozkvětem konec a na ženevské hodinářství přišla hluboká krize. Naštěstí se do té doby dokázal průmysl rozrůst dál směrem na východ a dalším hodinářským centrem se stal kanton Neuchâtel a postupem času i německy hovořící kantony Solothurn a Bern.

Lampa a kyvadlo

Holanďan Christiaan Huygens se vynořuje z proudu dějin jako dokonale renesanční postava téměř až cimrmanovského typu. Narodil se v roce 1629 a dodnes patří k nepřekonaným nizozemským matematikům, astronomům, fyzikům a optikům. Kromě toho, že objevil Saturnův měsíc Titan, také pomocí vlastními silami sestaveného teleskopu studoval prstence Saturnu a byl spisovatelem časné science fiction.

Kromě toho všeho pracoval na návrzích přesných hodin, které by se hodily k námořní navigaci (což byla věc, kterou o nějakou dobu později řešil i Angličan John Harrison ze stejného důvodu - jeho země byla v té době vedoucí námořní velmocí). Huygensovy kyvadlové hodiny patřily ve své době (1657) k neuvěřitelně převratným vynálezům, ačkoli se nám dnes může tento krok zdát logicky velice jednoduchý. Kyvadlo se do té doby používalo pouze jako doplněk k mechanickým pilám a dalším přístrojům a nikoho nenapadlo je využít k měření času.

Jako první s tímto nápadem přišel Galileo Galilei - údajně poté, co sledoval kývání zavěšených lamp v katedrále v Pise. A všiml si jedné zajímavosti: bez ohledu na to, zda byla lampa zavěšena na dlouhém, nebo krátkém laně (a tudíž opisovala velký, nebo malý oblouk), trvala doba jednoho jejího kyvu vždy stejně. Této vlastnosti se říká isochronismus a vedla k vývoji prvního krokového mechanismu, kterému se říká lihýř. Ten tvoří svislá hřídel s příčným trámem, na němž se nachází dvě závaží. Na hřídeli jsou také dvě lopatky, které zapadají do mezer mezi zuby kola. Toto kolo rozkývává lihýř a ten díky pravidelným zubům získává přiměřeně pravidelný chod.

Díky kyvadlu jednak získaly hodiny přesnost, ale na jejich číselníku se také poprvé mohla objevit minutová ručka. Kyvadlo lihýře mělo velmi široký rozkyv - někdy dosahoval až hodnoty stovky stupňů, a Huygens došel k závěru, že právě takový široký kyv působí v kombinaci s natažením pera hodin nepřesnost. Vývoj kyvadla s pouze několikastupňovým kyvem vedl v roce 1670 k vynálezu kotvového kroku, který využíval kyvu v rozmezí 4-6 stupňů. Mohl také využívat delší a pomalejší kyvadla, které potřebovaly menší nátah a působily menší opotřebení hodinového stroje.

Evropské šestnácté století bylo z hodinářského pohledu na věc náramně dobrodružné období. A to ještě není nic ve srovnání s tím, jak v té době řádili hodináři v Anglii...!