Průlomové vynálezy: 7 vynálezů, které změnily svět

Mikroskop

kdo: otec a syn Janssenovi | kde: Nizozemí | kdy: 1590?

Většina biologických věd by nemohla vzniknout bez mikroskopu, optického zařízení pro zvětšování obrazu. Bez objevu buněk, choroboplodných mikrobů či třeba lidských vajíček a spermií by poznání světa kolem nás bylo nepředstavitelně chudší a nepřesnější. Ačkoliv se první pomůcky pro zvětšení obrazu objevovaly již ve starověké Asýrii a Číně, skutečný mikroskop se zrodil teprve v raném novověku. Existují sice domněnky, že jeho primitivní verzi i dalekohled sestrojil Roger Bacon už ve 13. století, dané tvrzení však nelze dokázat. 

Za skutečného vynálezce mikroskopu se tak tradičně považují holandský výrobce brýlí Hans Janssen a jeho syn Zacharias, kteří údajně kolem roku 1590 zkonstruovali první funkční optický přístroj zmíněného typu. O uvedeném datu nicméně panují pochybnosti, neboť mladšímu z nich tehdy bylo jen deset let. Roku 1609 pak Galileo Galilei představil zdokonalený mikroskop s konkávními i konvexními objektivy, tudíž i s lepší rozlišovací schopností, a o tři roky později ho pod názvem „occhiolino“ neboli „očko“ předvedl polskému králi Zikmundu III. Vasovi. 

V letech 1619 a 1622 prezentoval novinku v Londýně a Římě Cornelius Drebbel z Nizozemí, který rovněž pomáhal rozvíjet mikroskopickou techniku od samého počátku. A roku 1625 Němec Johann Faber konečně přišel s pojmenováním „mikroskop“. V dalších desetiletích se vynález zdokonaloval – načež postupně umožnil objev a výzkum původu nemocí, přesného způsobu rozmnožování člověka i jiných organismů a vnitřní stavby živé i neživé hmoty, čímž přispěl k pochopení podstaty života a okolního světa obecně. (foto: Wikimedia Commons, Djdanilos, CC BY-SA 4.0)

Dalekohled

kdo: Hans Lippershey | kde: Nizozemí | kdy: 1608

Moderní dalekohledy vznikaly ve stejné době jako mikroskop, který ostatně představoval jakýsi „vedlejší produkt“ při jejich výrobě. Optické pomůcky pro vylepšení schopností zraku znali lidé rovněž již dávno, ale za datum zrodu skutečného dalekohledu se pokládá až letopočet 1608. První funkční přístroj tehdy sestavil německo-holandský výrobce čoček Hans Lippershey, ačkoliv ani jeho prvenství není zcela jisté. Pomyslný nárok si na něj činí také již zmíněný Zacharias Janssen nebo Jacob Metius z Alkmaaru. Všichni tito muži s optikou experimentovali a velmi pravděpodobně se jednoduchého funkčního dalekohledu dobrali. 

Rychlost vývoje dokládá fakt, že si Galileo Galilei osvojil technologický princip přístroje pouhý rok po jeho vynálezu a ihned se nesmazatelně zapsal do dějin astronomie. Ačkoliv dalekohled našel zásadní využití v mořeplavbě i vojenství, největší význam přinesl právě při studiu vesmíru. K nejčastějším průkopníkům v jeho zdokonalování proto patřili astronomové či matematici, jako třeba Christiaan Huygens nebo Isaac Newton. Před nástupem moderních výzkumných metod v neviditelném spektru skýtaly dalekohledy jediný zdroj poznání okolního kosmu a také dnes hrají v jeho chápání hlavní roli. (foto: Wikimedia Commons, Livrustkammaren (The Royal Armoury), Jens Mohr, CC BY-SA)

Mechanický kalkulátor

kdo: Wilhelm Schickard | kde: Německo | kdy: 1623

S rozvojem matematických a fyzikálních věd vyvstávala potřeba stále přesnějších měření i početních operací. Prvním skutečným sčítacím strojem se zřejmě stal mechanický kalkulátor Wilhelma Schickarda, profesora na univerzitách v Tübingenu a Württembergu. Roku 1623 zkonstruoval německý učenec zařízení, jež údajně sčítalo, odčítalo, násobilo i dělilo. Šlo nejspíš o tři stroje sestavené dohromady, ale žádný se bohužel nedochoval. Jejich podobu však známe z korespondence, kterou Schickard v roce 1624 adresoval Johannu Keplerovi. Zdá se, že kalkulátor zahrnoval šestipolohový sčítací strojek s přenosem desítek, násobící strojek a tzv. Napierovy počítací válečky. Jeho největší slabina tkvěla v nepřesně vytvarovaném zoubkování, jež schopnosti vynálezu výrazně limitovalo. 

Zajímavé je, že Schickard své prvenství „získal“ až v 60. letech minulého století, kdy byla objevena jeho korespondence v Keplerově pozůstalosti. Do té doby se za pionýra mechanických kalkulátorů považoval Francouz Blaise Pascal. První takové zařízení zhotovil již coby osmnáctiletý a zhruba po padesáti zavržených prototypech představil roku 1645 veřejnosti osmimístný sčítací stroj „Pascalina“, usnadňující práci například výběrčím daní, k nimž patřil i vynálezcův otec. Mnohá z těchto jednoduchých počítadel se dodnes nacházejí v muzeích celého světa. 

Velká nevýhoda Pascaliny však spočívala v tom, že neusnadňovala násobení a dělení. I v dalších desetiletích proto kalkulátory vylepšovali talentovaní vynálezci a matematici, zejména pak Němec Gottfried Wilhelm Leibniz. Jeho strojek z roku 1675 již zvládal všechny čtyři aritmetické operace a dočkal se také uznání francouzské akademie věd. Jelikož ovšem tehdejší dílny nedokázaly vyrábět drobné mechanické součástky v potřebné kvalitě, přišel zásadní pokrok na daném poli teprve v 19. století. (foto: Wikimedia Commons, Herbert Klaeren, CC BY-SA 3.0)

Teploměr

kdo: Jean Rey | kde: Francie | kdy: 1631

Již Heron z Alexandrie popsal v 1. století jakýsi primitivní měřič teploty na základě roztažnosti vzduchu. Po stejném principu sáhl počátkem 16. století Galileo Galilei: Jeho skleněná trubička zakončená malou baňkou však ještě neměla stupnici a stejně jako většina prvotních „prototypů“ představovala spíš kuriozitu než plnohodnotný přístroj. Teploměry – nebo také termoskopy – se každopádně dál vylepšovaly a roku 1631 se objevil první, který místo vzduchu využíval kapalinu. Jeho autorem se stal francouzský lékař a chemik Jean Rey, přičemž mu pro daný účel posloužila obyčejná voda, jež má ovšem malou teplotní roztažnost. O deset let později přišel proto sám toskánský velkovévoda Ferdinand II. s lihovým teploměrem. Záhy však bylo jasné, že nejvhodnější náplň tvoří rtuť. 

Otcem teploměru se stupnicí se stal zřejmě benátský matematik Giovanni Sagredo či jeho krajan Santorio Santorin v letech 1611–1613. Celsiův stupeň zavedl švédský astronom Anders Celsius roku 1742 a stanovil dva pevné body: 100 °C pro tání ledu a 0 °C pro var vody. Stupnici pak otočil francouzský badatel Jean-Pierre Christin. Jak ukazují spletité dějiny vědeckých objevů, ani teploměr se nezrodil naráz. Jeho koncept vznikal postupně a podílela se na něm řada geniálních osobností 17. století. (foto: Wikimedia Commons, E. Weil, CC BY-SA 4.0)

Barometr

kdo: Evangelista Torricelli | kde: Itálie | kdy: 1643

Barometr, tedy přístroj měřící atmosférický tlak, se připisuje italskému lékaři a matematiku Evangelistovi Torricellimu a dnes se uplatňuje zejména v meteorologii k určování průběhu počasí: Při vyšším tlaku bývá obvykle jasno, zatímco při nízkém lze očekávat déšť. Roku 1643 zkonstruoval Torricelli rtuťový barometr neboli kapalinový tlakoměr, udávající tlak vzduchu velmi přesně díky výšce rtuťového sloupce ve skleněné trubici. Ital na vynález přišel, když z pověření toskánského velkovévody řešil praktický problém, jak vypumpovat vodu do výšky dvanácti metrů. 

Moderní barometry jsou pochopitelně nesrovnatelně dokonalejší, ale Torricelli k nim udělal nezbytný první krok. Své nadání pro matematiku projevil velmi brzy, působil jako profesor na univerzitě v Pise a rovněž stavěl mikroskopy i dalekohledy a brousil čočky. Navíc přispěl k formulování zákona udávajícího výtokovou rychlost kapaliny otvorem v boku nádoby a při popisu krevního tlaku se dodnes používá jednotka torr, odvozená od jeho jména. K rozvoji meteorologie pak italský vizionář přidal ještě jeden poznatek – jako první popsal mechanismus vzniku větru. (foto: Wikimedia Commons, Wellcome Collection, CC BY 4.0)

Objev vakua

kdo: Otto von Guericke | kde: Německo | kdy: 1650

Objevitelem vakua, tedy s nadsázkou řečeno ničeho, se stal německý vynálezce a vědec Otto von Guericke. Jako první prokázal, že vakuum skutečně může existovat, a velmi důmyslně svůj poznatek prezentoval. Celých třicet let působil coby starosta Magdeburgu, byl rovněž nadaným filozofem a experimentoval se vzduchovými kompresory i vývěvami – tedy zařízeními na odsávání vzduchu.

Díky vynálezu funkční vývěvy roku 1650 vytvořil von Guericke částečné vakuum, a popřel tak aristotelovské dogma, že „příroda nesnese prázdnotu“. Při veřejném pokusu o sedm let později pak demonstroval úžasnou sílu atmosférického tlaku a jeho tzv. Magdeburské polokoule od té doby znamenaly pojem: Vědec k sobě tyto dvě měděné hemisféry přitlačil, odsál z nich vzduch a za každou zapřáhl osm koní, aby je tažením opět rozdělili. Zvířata sice neuspěla, ale při napuštění vzduchu od sebe polokoule odpadly samy a experiment vyvolal úžas diváků i přítomného panovníka. Objev vakua poté umožnil pokroky v mnoha odvětvích průmyslu či elektroniky. (foto: Wikimedia Commons, Gaspar Schott, CC0)

Zubní vrtačka

kdo: Pierre Fauchard | kde: Francie | kdy: 1728

První stopy práce pravěkých „zubařů“ spadají již do období 7 000–9 000 let př. n. l. Dávní „stomatologové“ používali smyčcové vrtáky s pazourkovým ostřím, které se roztáčelo tětivou malého luku, až se kaz vydrolil. Šlo však o primitivní a velmi nepřesnou proceduru, přičemž nové metody přinesl teprve pozdní středověk a novověk. „Je-li to nutné, můžete zub provrtat malým vrtákem, aby tepelná síla působila na nemocné místo,“ hlásal v roce 1427 Giovanni d’Arcoli, profesor medicíny na univerzitách v Boloni a Padově. Zásadně ovšem předběhl dobu a pacientům doporučoval především prevenci: vyhýbání se sladkým pokrmům, čištění zubů dřívkem po každém jídle a ošetřování chrupu po večeři olejem se silicemi. Zároveň poprvé radil vyplnit vyvrtaný zub zlatem. 

Skutečně specializovanou ruční vrtačku vynalezl až v roce 1728 francouzský lékař Pierre Fauchard, ačkoliv v principu fungovala stejně jako pravěké nástroje. Jednalo se však o dobrý start a roku 1871 přišel americký zubař James Beall Morrison s patentem na šlapací zubní vrtačku, jež dosahovala až dvou tisíc otáček za minutu. Dnes se využívají přístroje turbínové i se stovkami tisíc otáček nebo ultrazvukové. (foto: Wikimedia Commons 1 + 2, CC0)