Dějiny vědy a techniky I – komentáře (PS 2022)
Pozn.: Soubory obrázkových prezentací (.ppt) jsou označeny v záhlaví odstavců jako „DVT_I_...“,
komentáře a vysvětlující poznámky k jednotlivým snímkům jsou pro lepší orientaci označeny čísly
v závorkách za tučně zvýrazněnými názvy podkapitol.
DVT_I_4 (Technika ve středověku – prezentace 4)
Věda a technika v raném středověku (2–9) těžila z odkazu antických civilizací. V důsledku historických
událostí, zejména v souvislosti se změnami mocenské politiky a hospodářského vývoje (zánik
Západořímské říše, stěhování národů apod.), se hlavní oblast vědecké a technické činnosti přesouvala
přes Blízký východ (arabské země) na Dálný východ (Indie, Čína, Japonsko). Evropa tehdy
po vědecké a technické stránce většinou stagnovala, zatímco skutečný vývoj obou oborů probíhal
jinde a často se omezoval na přejímání a rozvíjení starších, zpravidla antických poznatků.
V zájmu postupného upevňování a šíření nového, křesťanského vyznání se vědecké působení
učenců v západní i ve východní části Římské říše během několika prvních století našeho letopočtu
soustředilo na oblast teologie. Od 4. století se setkáváme s fenoménem poustevnictví, z něhož se
brzy vyvinul život v odloučení klášterů. Nejstarší řehole sv. Benedikta z Nursie vznikla na počátku
6. století – první klášter založil na Monte Cassinu (529). Do českých zemí se benediktinská řehole
dostala až v 10. století – krátce po vzniku pražského biskupství (973) byl vybudován ženský
konvent u sv. Jiří na Pražském hradě (976), první mužský klášter byl založen v Břevnově (993).
V závěru 11. století odešel opat sv. Robert se svými druhy z Molesme do pustého Cîteaux u Dijonu,
aby tam založil novou komunitu podle reformované benediktinské řehole (1098). Tamním řádovým
bratrům se podle místa začalo říkat cisterciáci. Prvním založením tohoto druhu na našem
území byl klášter v Sedlci u Kutné Hory (1142). Třetí nejznámější je patrně řád řeholních kanovníků,
jehož duchovním otcem je sv. Norbert z Xantenu, který působil jako kněz, aby nakonec založil
nový klášter v severofrancouzském údolí Prémontré (1120). Odtud se fundace premonstrátů rozšiřovaly
do celé Evropy, podobně jako v případě obou předešle jmenovaných řeholí. U nás byl první
premonstrátský klášter založen v Praze na Strahově (1143).
Protože kláštery vznikaly z podstaty svého účelu zpravidla (ne však bez výjimky) na odloučených
místech, musely vytvořit soběstačné hospodářské jednotky. Od svých fundátorů sice dostávaly jak
stavební materiál, tak určité finanční prostředky, ale především celé vesnice a rozsáhlý pozemkový
majetek – lesy, louky, pole, později zakládaly také rybníky. Klášterní komunity, které k nám většinou
přicházely z Německa, proto s sebou přinášely důležité znalosti z oboru lesnictví a zemědělství,
příp. vodního hospodářství a souvisejících řemesel.
Kromě toho působily při klášterech různé školy – zejména pro výchovu vlastních řádových bratří,
ale také obyvatelstva z okolí, které pro klášter pracovalo. Konečně byla v klášterech tzv. skriptoria,
tedy dílny pro vytváření více či méně bohatě ilustrovaných rukopisů pro liturgické účely, avšak
rovněž pro pracné pořizování opisů starších, převážně antických spisů s poznatky z různých oborů,
často také z oblasti přírodních věd. Tak se kláštery přirozeně stávaly středisky kultury, vědy a vzdělanosti,
ačkoli ruční opisování knih bylo velmi zdlouhavé a nepříliš efektivní.
Pokud jde o pěstování vědy a techniky na Dálném východě, resp. s tím spojené objevy a vynálezy,
nelze pominout raně středověkou Čínu, kterou spojujeme s některými technologiemi, které se později
dostaly do Evropy a často jich dodnes využíváme. Vedle papíru, který se vyráběl ze starých
hadrů, tedy z rostlinných vláken, nikoli dřevní hmoty jako dnes, nebo střelného prachu, který se
používal také k pohonu primitivních raket nebo pro ohňostroje, je třeba uvést hlavně porcelán, který
jsme se v Evropě naučili vyrábět až na začátku 18. století. S námořní dopravou souviselo nejen
zdokonalení stavby lodí, ale také vynález kompasu – důležité pomůcky pro navigaci.
Při šíření znalostí na asijském kontinentu sehrál velmi význanou úlohu knihtisk, přičemž technická
stránka tohoto procesu byla odlišná od pozdějšího evropského. Číňané sice používali vyměnitelné
litery, které však místo kovu vyráběli z porcelánu – právě díky jeho znalosti. Často však používali
techniky dřevorytu, a to nejen pro obrázky, ale také pro celé strany s textem. Taková „matrice“ byla
samozřejmě jednoúčelová. Navíc musíme vzít v úvahu odlišný systém znakového písma. Další konstrukcí,
která se připisuje starým Číňanům, jsou vodní hodiny, tedy chronometr s vodním pohonem
stroje složeného z ozubených koleček. Tím se lišily od klepsydry, vodních hodin známých ze starověkého
antického světa, kde čas odměřoval pohyb hladiny způsobený vytékající vodou. Kromě
sofistikované technologie kolečkových vodních hodin se však používaly i primitivní způsoby – ohňové
hodiny, kdy plamen postupně přepaloval šňůrky se závažíčky, případně na kovovou podložku
vypadávaly kovové kuličky z odhořívající svíce apod.
Pro obnovu vědeckého a technického vývoje v raně středověké Evropě byla přelomovým obdobím
tzv. karolinská renesance kolem roku 800, kdy franský král a pozdější císař Karel Veliký položil
obnovením Západořímského císařství základ Svaté říše římské (národa německého), která se udržela
až do začátku 19. století. S oživením hospodářství a obchodu souviselo pravidelné pořádání trhů,
příp. zakládání trhových osad a měst, rozvoj místní i dálkové dopravy, včetně budování cest, mostů
přes vodní toky apod., a také sdružování řemeslníků do cechů, které měly sloužit pro jejich školení,
resp. ochranu. Protože centra vzdělanosti byla ve zmíněných klášterech, vznikaly při nich samozřejmě
i nejstarší středověké univerzity (Bologna, Paříž, Oxford atd.).
Nepřekvapí tedy, že také učenci, kteří se zabývali vědeckou teorií nebo technickou praxí, pocházeli
z řad kněží nebo mnichů v klášterech. Kromě obligátních teologických otázek se často zabývali také
filozofií, do níž musíme ve středověku zařadit i přírodní vědy. Nadále sice dominovaly obory astronomie,
geometrie a matematiky, ale postupně se k nim přidávala fyzika nebo architektura, jejichž
poznatky se uplatňovaly v praktickém životě nejen v rámci klášterů. Nové znalosti, stejně jako zkušenosti
z antického světa, se šířily díky klášternímu, později univerzitnímu školství v rámci tzv.
scholastického učení.
Nejstarší zděné památky církevní i světské architektury, které se zachovaly na našem území, jsou
postaveny v románském slohu. Jedním z chrakteristických stavebních prvků, který umožnil budovat
poměrně velké budovy, zejména kostely, byl pravý klenební oblouk, resp. valená klenba.
Schéma konstrukce, včetně názvů jednotlivých prvků, je vidět na připojených obrázcích. Sloužila
k zaklenutí rozměrných místností, sálů nebo kostelních lodí, resp. k vytvoření potřebných otvorů
pro vstupní dveře, okna apod. Kromě toho se samozřejmě uplatnila také práce kameníků, kteří vytvářeli
sloupy, zdobené patky a hlavice, profilovaná ostění apod. Tesali rovněž reliéfní a sochařskou
výzdobu, příp. další stavební prvky.
S vrcholným obdobím zakládání klášterů a šíření křesťanské církve vůbec je spojeno období vzniku
a rozvoje nového stavebního slohu – gotiky (10–25). Jedním z jejích účelů bylo budování monumentálních
katedrál, které by svou výškou ohromily věřící a přispěly k propojení pozemského života
s tím nebeským. Proto bylo třeba stavět mnohem větší a hlavně vyšší chrámy než dosud. K tomu
měly posloužit nové architektonické konstrukce, zejména lomený oblouk, žebrová klenba, systém
nosných a opěrných pilířů. Ty umožnily roznést velké tlaky vysokých kleneb do stran a také prorazit
ve stěnách kostelů rozměrná okna, která propouštěla do chrámových lodí světlo zvenku a často
byla vyzdobena bohatými barevnými vitrajemi.
Stavební nářadí a pomůcky, které se tehdy mohly použít, byly ovšem poměrně omezené a jednoduché.
Kromě kružítka, olovnice nebo úhelníku šlo především o ruční nářadí, většina materiálu se
nosila ručně, pouze pro zvedání těžkých břemen do výšky sloužil jednoduchý jeřáb, k jehož pohonu
zpravidla sloužilo šlapací, tzv. veverčí kolo. Replika takového středověkého jeřábu podle vyobrazení
z doby krále Václava IV. byla před několika lety experimentálně vyrobena a posloužila např.
při rekonstrukci hradu Točník nebo při opravě hlásky Jakobínka na hradě Rožmberk. Pro upevnění
kamenných kvádrů, opatřených po stranách dvěma důlky, na lano jeřábu se používal „samosvorný“
nástroj, tzv. krepna.
Při samotném navrhování gotických staveb vycházeli architekti a stavitelé především ze zkušeností,
konstrukční výpočty se prakticky neuplatnily. Díky bohaté předchozí praxi a vynikající znalosti materiálů,
především kamene a dřeva, se jim poměrně úspěšně dařilo zachovávat zásady statiky, díky
nimž stojí většina vznosných gotických katedrál dodnes. Z připojených schematických náčrtků jsou
dobře patrné základní stavební prvky gotických staveb, např. křížová klenba, systém opěrných pilířů
apod. Na snímcích z konkrétních staveb je zase vidět, jak se gotické klenební systémy během
let vyvíjely od jednoduchých ke složitejším a zdobnějším tvarům. Jejich příklady známe nakonec
také z českých zemí, kde působily významné středověké stavební a kamenické hutě. Za vrcholné
období rozvoje gotického slohu u církevních i světských staveb můžeme označit 14. a 15. století.
Uvedený Vladislavský sál na Pražském hradě, který vybudoval Benedikt Rejt za vlády Jagellonců,
patřil ve své době k největším světským prostorům na světě.
Pokud jde o materiál, používal se při stavbě ponejvíce ten, který byl v místě dostupný, ale někdy se
také dovážel z větší vzdálenosti, obvykle na lodích po řekách. U nás máme s gotickými stavbami asi
nejvíc spojené různé druhy pískovce, což je sice materiál poměrně snadno opracovatelný, současně
však citlivý na klimatické podmínky. Proto je nezbytné kamenné pískovcové památky často pracně
a nákladně opravovat. V jihoevropských zemích, kde byl jeho dostatek, se na gotické stavby používal
mramor či různé druhy vápence. Naopak tam, kde nebyla v okolí naleziště vhodného kamene,
se používalo režných cihel, jak to známe např. z Německa, Beneluxu nebo Polska.
Jak vidíme z připojených obrázků, výška klenby hlavní lodě kostela mnohdy přesahovala 40 metrů,
což je i na dnešní poměry vysoké číslo. Zřejmě nejznámější gotickou katedrálou je chrám sv. Víta,
Václava a Vojtěcha na Pražském hradě, jehož klenba ovšem dosahuje výšky „jen“ 33 metrů. Stavba
zahájená za císaře Karla IV. (1344) byla dokončena až ve 20. století (1929). Také chrám P. Marie
Sněžné na Novém Městě pražském patřil po staletí k nejvyšším stavbám v Praze, třebaže šlo pouze
o chór zamýšleného kostela, který založil Karel IV. na paměť společné korunovace se svou
manželkou Blankou z Valois (1347) a jehož hlavní loď měla mít výšku 40 metrů.
V některých případech však středověcí stavitelé své schopnosti přecenili. Smutným rekordmanem je
katedrála ve francouzském Beauvais (1225–1272), jejíž klenba dosáhla v chóru výšky 48 metrů. Na
tu opěrný systém navržený stavitelem už nestačil, takže chór se v roce 1284 zřítil. Byl však obnoven
a opěrný systém přebudován. Konstrukce stavby tak monumentálních rozměrů se prostě neobejde
bez vědeckých výpočtů a dokonalé znalosti statických zákonů.
Za vynález a rozšíření knihtisku (26, 27) vděčíme především Johannu Gutenbergovi, který ve své
dílně vyvinul systém výměnných liter odlévaných z kovu (tzv. liteřiny), z nichž se daly „vysázet“ libovolné
texty, po vytištění „rozmetat“ a jednotlivá písmena použít pro tvorbu nového textu. První
knihy vytiskl v polovině 15. století. Kromě významných knih, v čele s biblí a jejími překlady do národních
jazyků, se tímto způsobem šířily také aktuální zprávy, vyhlášky a provolání, např. v rámci
církevní reformace i protireformace. Nová technika se rychle šířila po Evropě a brzy se dostala také
do Čech – naše nejstarší kniha byla „Kronika trojánská“ vytištěná v Plzni (snad 1468).
Na příkladu Paola Toscanelliho (28) vidíme, jakým způsobem se vyvíjela věda a technika ve
středověku. Toscanelli byl, jako mnoho dalších vědců té doby, vystudovaný lékař, takže využíval
svého hlubokého odborného vzdělání. Ostatně medicína byla vedle dominující teologie zastoupena
prakticky na každé středověké univerzitě. Obšírné vědomosti z tohoto oboru, které kromě anatomie,
chirurgie a dalších lékařských dovedností zahrnovaly také znalosti z fyziky nebo chemie (přírodní
léčiva), byly předpokladem pro další vědecký rozvoj. Současně docházelo ke zpětnému importu poznatků
z Orientu, zejména díky obchodním cestám na Střední i Dálný východ.
Jednou z nejznámějších výprav je cesta Marca Pola (29, 30) do Asie už ve 13. století, na jejímž základě
vznikl známý spis „Milion“. I kdyby Polo podnikl jen část předpokládané cesty, jak se o tom
spekuluje v poslední době, představují zprávy, které přinesl do Evropy, dostatečný základ pro další
vývoj celé řady oborů lidské činnosti. Jedním z motivů pozdějších, tzv. objevných plaveb portugalských
a španělských mořeplavců byly i Toscanelliho úvahy o možnosti dosažení východoasijských
zemí a jejich přírodního bohatství po moři.
Měření času pomocí mechanických, kolečkových hodin (31–40) je asi jednou z nejdůležitějších
oblastí, které ve středověku ovlivnily rozvoj lidské společnosti a kultury. Naléhavá potřeba přesné,
spolehlivé a všeobecně dostupné časomíry se týkala nejen každodenního běžného života (denní či
roční doba), ale také specializovaných hospodářských nebo vědeckých činností, jako byla např.
navigace při námořních plavbách nebo astronomická pozorování. Ani v jednom případě totiž nelze
určit zeměpisné či astronomické souřadnice bez určení skutečného času vztaženého ke známému,
tzv. referenčnímu bodu, jehož souřadnice jsou známy. Ačkoli se čas měřil už ve starověké Mezopotámii
(3. tis. BC), většinou různými druhy slunečních hodin, jak je popsáno v prezentaci, pro soudobé
středověké účely byly zapotřebí dostatečně přesné a současně přenosné chronometry, které by se
daly umístit na lodi spolu s kompasem – rovněž import z Číny (po roce 1280).
Aby mechanické (kolečkové) hodiny správně fungovaly, musely mít dva základní prvky – tzv. oscilátor
a krok, který zajistí jeho pohon (pravidelný kmitavý pohyb). První oscilátor – lihýř – a nejstarší
vřetenový krok popsal ve svém spisu středověký architekt Villard de Honnecourt (34, konec
13. stol.). V souvislosti s ním se musím zmínit o fenoménu tzv. perpetua mobile, tedy stroje, který
má fungovat (pracovat) bez přísunu energie (tj. pohonu) zvenčí. Tato myšlenka je samozřejmě už
s ohledem na platné přírodní zákonitosti, zejména zákon o zachování energie, od základu nesmyslná.
Přesto po celá staletí zaměstnávala stovky „vynálezců“ a některé artefakty sestrojené s tímto
záměrem se jako ukázky dostaly i do muzejních sbírek.
Mechanické hodiny poháněné závažími s kyvadlem jako oscilátorem se pochopitelně hodily pouze
pro pevné stavby, zpravidla věže kostelů, radnice apod. Nejen způsob jejich pohonu, ale také jejich
rozměry jiný způsob využití nepřipouštěly. Ostatně středověké hodinové stroje byly zpravidla prací
zručných kovářů, kteří je vyráběli na základě požadavků astronomů nebo hodinářů se znalostmi přírodních
věd. Rovněž lihýřové hodiny byly nepřesné, protože lihýř neměl vlastní dobu kmitu. Proto
byl brzy nahrazen pružinovým setrvačníkem, tzv. nepokojem. Rovněž pohon hodinového stroje zajistila
ocelová pružina. Teprve v této podobě se přenosné hodiny dočkaly kýženého a všestranného
využití, zejména jako navigační pomůcka, později v domácnostech a konečně jako kapesní.
Vrchol hodinářské práce ve středověku, o jemné mechanice se v této době ještě nedá mluvit, představují
orloje. Tyto složité přístroje využívají soudobých nejnovějších astronomických poznatků,
takže kromě nejrůznějších časových údajů ukazují také fáze Slunce a Měsíce, denní a roční dobu,
postavení planet Sluneční soustavy nebo polohu souhvězdí, obsahují znamení zvěrokruhu a další
informace. Jedním z nejstarších známých přístrojů tohoto druhu jsou astronomické hodiny, které
sestrojil italský lékař a hodinář Giovanni de Dondi (36, 1364). Protože se v té době všeobecně
uznávala tzv. geocentrická soustava, kdy středem známého vesmíru byla Země, jsou ostatní planety
zobrazeny jako její oběžnice. Také orloje se často umísťovaly do významných kostelů a chrámů, ačkoli
naše nejznámější orloje v Praze a v Olomouci jsou na radnicích.
T.Kučera, 2022