První automat na vodu od Héróna Alexandrijského

Říká se, že kolébkou západní civilizace je antické Řecko. Tak, jako dítě dorůstá do věku kdy se ptá po příčinách věcí a klade všetečnou otázku „proč?“, začali se staří Řekové pídit po příčinách a souvislostech přírodních jevů a stali se tak zakladateli vědeckého myšlení na našem kontinentu. Kromě vědy však také „vynalezli“ demokracii a všelidové hlasování. A nejen to – málokdo asi ví, že již v období antiky se zrodil v hlavě řeckého učence Héróna zvaného Méchanikos nápad na automatický prodej nápojů. Slovo automat (z řeckého automos, samohybný) označuje technické zařízení, stroj nebo přístroj, který na spouštěcí impulz samostatně a spolehlivě vykonává předem určené činnosti, a to bez přímého lidského zasahování.

Kolébkou učenosti byla alexandrijská knihovna

Významným střediskem helénistického světa a centrem vzdělanosti se na přelomu našeho letopočtu stala Alexandrie, kde vzkvétala vědecká práce vedoucí k shromáždění mnoha astronomických, fyzikálních a matematických poznatků. Kromě sídla múz Múseionu, v podstatě druhé univerzity na světě (po Platonově akademii), byla pro učené muže hlavním lákadlem slavná alexandrijská knihovna – instituce, jakou svět do té doby neviděl (okolo roku 50 př. Kr. zde bylo až 700 000 exemplářů). S alexandrijskou knihovnou jsou spojena jména takových osobností, jakými byli Eukleides z Alexandrie, Archimedes ze Syrakus, Klaudius Ptolemaios z Alexandrie, Diofantos z Alexandrie, Theon z Alexandrie nebo největší matematička evropského starověku Hypatie z Alexandrie.

Kromě pečlivého uspořádání a přesného vyhodnocení značného počtu údajů o nebeských tělesech řeckými astronomy, dosáhla vysokého stupně poznání především fyzika, která odhalila základní zákony statiky, rovnováhy a skládání sil, polohu těžiště těles, základy hydrostatického tlaku a plování, účinky stlačeného vzduchu, reaktivní síly, šíření a odraz světla, účinky zahřívání těles a základy termiky nebo některé obecné fyzikální principy (zákon setrvačnosti, principy nejkratší dráhy a možných posunutí).

Hérón z Alexandrie a jeho vynálezy

Nejstarší zprávy o samohybných mechanismech pocházejí v Evropě právě z helénistického světa starověkých Řeků. V žádném rejstříku jmen geniálních přírodovědců a techniků, žijících v tomto období, nechybí jméno Héróna z Alexandrie (přívlastek „z“ neznamená u jmen slavných Řeků místo narození, ale hlavní a proslavené působiště), zvaného Méchanikos, matematika, mechanika, fyzika, technika a inženýra, o jehož životních osudech však nic bližšího nevíme. Neznáme ani přesně dobu, ve které žil (nejčastěji se udává širší časové údobí mezi rokem 150 př. Kr. a 250 po Kr). Na osm desítek jeho téměř geniálních vynálezů (větrný mlýn, ozubená soukolí, parní (Hérónova) báň) – prapředek parní turbíny, termoskop, sifón, vodotrysk, rovinná, válcová a kuželová zrcadla, přístroj pro měření vzdáleností vodních ploch, katapulty, zdvihací stroje a lisy) známe z jeho rozsáhlého a všestranného knižního odkazu v latinském a arabském překladu. V tematicky pestrých spisech se zabýval úlohami z geometrie (Hérónův vzorec pro stanovení plochy trojúhelníka ze známých délek jeho stran) a geodézie, mechaniky, pneumatiky (zařízení využívající hnací síly vzduchu, páry a vody), automatiky a dalších oblastí fyziky (O principech užití páky, O sestrojování automatů, O balistice či dělostřelectvu, O stavbě přístavů, O nauce o vzduchu či strojích využívajících stlačeného vzduchu, O strojích házecích, O strojích zrcadlových aj.).

Jako badatelský typ by si Hérón nejspíš dobře rozuměl s Archimédem za Syrakus (287-212 př. Kr.). Kdyby se všechny Hérónovy vynálezy začaly využívat ještě za jeho života, došlo by k průmyslové revoluci už na přelomu letopočtu. Bohužel, většina jeho technických řešení nebyla šířeji propracována a zavedena v praxi. Jedna z příčin tkvěla v samotném přístupu starého Řecka – antičtí Řekové totiž považovali za nejušlechtilejší činnost nezaujaté zkoumání přírody, v souladu s níž žili, tedy filozofii.

Svěcená voda za stříbrnou drachmu

V současném období rozmachu nejrůznějších prodejních automatů není snad bez zajímavosti skutečnost, že první nápojový automat na prodej „svěcené vody“ v chrámových prostorách – která se k zákazníkům dostala jen po vložení mince – zkonstruoval právě Hérón. Dávku vody uvolnila váha příslušného kovového platidla. Princip byl velmi jednoduchý: Kupující položil na plochou pánvičku příslušnou minci, ta svou vahou překlopila páku spojenou se záklopkou na výtokové trubičce ze zásobníku do otevřené polohy a voda určitou dobu vytékala. Jakmile páka s mincí dosáhla spodní úvratě, pánvička se překlopila dnem vzhůru, mince spadla do připravené nádobky a páka se vrátila do původní polohy. Mechanismus tedy fungoval na stejném funkčním principu jako moderní prodejní nápojové či svačinové automaty, tj. bezprostředně po vhození mince vydal příslušné množství tekutiny, aniž k tomu potřeboval elektronickou čtečku hodnoty mincí. Dalším nadčasovým vynálezem bylo samočinné otevírání a zavírání chrámových dveří, využívané rovněž v chrámech současnosti – v supermarketech.

Na další technický rozvoj nápojových a jiných prodejních automatů a jejich široké využívání v každodenním životě však muselo lidstvo počkat až do posledních desetiletí 19. století v Anglii a Francii, avšak zejména do století minulého. Ale to už je jiná kapitola z historie fyziky a techniky.

Zdroje

Kraus, I.: Fyzika od Thaléta k Newtonovi. Academia, Praha 2007. Kraus, I.: Fyzika v kulturních dějinách Evropy. Starověk a středověk. Nakladatelství ČVUT, Praha 2006.

Kraus, I.: Ženy v dějinách matematiky, fyziky a astronomie. Praha 2015.

Mareš, M.: Příběhy matematiky. Pistorius & Olšanská, Příbram 2011.

Pickover, C., A.: Kniha o fyzice. Argo/Dokořán, Praha 2015.

Štoll, I.: Objevitelé přírodních zákonů. Fragment, Praha 1997.

Watkins, M.: Nepostradatelné matematické a fyzikální vzorce. Dokořán, Praha 2015.