Čočky broušené z křišťálu. Sloužily jako ozdoba, i když by některé dobře fungovaly i opticky. Kréta, 1600-1450 před n. l. Kredit: Wikimedia Commons.

V muzeích občas potkáme nepravděpodobné věci. Například v Archeologickém muzeu v Herakliu (Irakleiu, Heráklionu) na Krétě (Archaeological Museum of Heraklion) vystavují kolekci čoček vybroušených z přírodního křišťálu do optické kvality. Problém je v tom, že byly vyrobeny nejspíš mezi roky 1600 a 1450 před n. l., každopádně v období nových paláců (Neopalatial period), tedy na počátku krétské pozdní doby bronzové. Nikdo to nezpochybňuje, jen občas někdo určí ta data ještě o malinko starší, nebo zamění kulturu mínójskou za mykénskou (ta tou dobu rozkvétá na řecké pevnině a je pod silným vlivem Kréty, ale přímo na Krétu se nejspíš dostává až o něco později). Potud o nálezu z Knóssu. Mají tam i nějaké čočky z doby kolem roku 2000 před n. l., i když ne tak pěkné, zato z obětního daru v horské posvátné jeskyni. Ani ty ale nejsou nejstaršími kandidáty na optickou součástku. Těmi prý jsou křišťálové čočky z Egypta, vystavované v Káhiře a v pařížském Louvru (něco snad i v Britském Muzeu), prý z doby 2600 až 2500 před n. l. Přinejmenším některé z nich prý byly určené do očí soch. Kolekce muzea v Herakliu však vyniká kvalitou, množstvím i celkovou spolehlivostí všech okolností. Jak tomu máme rozumět? Máme opravdu co do činění s optikou doby bronzové?

Metodologická poznámka

O něčem můžeme pozitivně tvrdit, že to bylo (nebo je), pouze když máme relativně spolehlivé doklady, které se nesetkaly se zpochybněním. V tomto případě to jsou ty křišťálové „lupy“, jejich nálezové okolnosti a datace.

Můžeme si samozřejmě domýšlet, jak to dělali a k čemu jim to bylo, ale pokud pro to nemáme věcné doklady, tak můžeme jenom opatrně komentovat možnosti, aniž bychom něco opravdu tvrdili. Z toho, že my bychom s těmi věcmi dokázali nějak zajímavě zacházet, ještě neplyne, že to k tomu opravdu bylo.

Na druhou stranu ale nemůžeme tvrdit, že něco, pro co nemáme doklady, najisto nebylo. Spíš o tom nemáme vůbec mluvit, jak říkal už Wittgenstein. Nanejvýš můžeme v kontextu souvisejících věcí opatrně mapovat hypotetickou pravděpodobnost nebo nepravděpodobnost nějaké naší domněnky. Musíme se však zdržet tvrzení. Proto opatrně uzavírám, že pro užití dalekohledu (nebo mikroskopu) před novověkem nejsou žádné doklady. Jiný problém je používání lupy.

Čočky broušené z křišťálu. Sloužily jako ozdoba, i když by některé dobře fungovaly i opticky. Kréta, 1600-1450 před n. l. Kredit: Wikimedia Commons.

Heraklijská kolekce broušených křišťálů

Většina odborníků na starou optiku je toho mínění, že výbrus čoček z Knóssu je optické kvality, a to nejspíš záměrně. Při průměru kolem 2 cm je ohnisková délka mezi 6 a 12 cm. O čemkoli dalším se rozumně zdržují vypovídat.

Snad všichni archeologové ovšem tvrdí, že to byly ozdoby. Jedna z verzí, pro kterou jsou i jakési doklady, říká, že ozdoby na štítu. Hezky to vypadá, je to tvrdé a hladké, a ještě to může na sluníčku házet odlesky, prasátka. Proto se to vystavuje mezi drobnými ozdobami. (Ani ty ostatní nejsou jen tak nějaké: řezby ze slonoviny, fajáns...) Samozřejmě nikdo nepopírá, že to pěkně zvětšuje, dokonce navzdory poškození zubem času. Toho si všimneme, když jsou to takhle rozložené na plátně vitríny.

Jak to tedy je? K čemu to opravdu bylo? Skoro jistě to byly ozdoby, ale zkusme komentovat další souvislosti.

Než se do toho pustíme, tak musím ještě udělat neplacenou reklamu na vskutku famózní Archeologické muzeum v Herakliu. Je to jedno z těch muzeí, kde se i laik má na co dívat, protože to je pěkné a zajímavé, – a kde i odborníci mají nad čím žasnout. A je toho hodně! Link na fotoalbum je tady

Čočky broušené z křišťálu, detail. Kréta, 1600-1450 před n. l. Kredit: Wikimedia Commons.

Optický výbrus

Je možné technologickými prostředky doby bronzové provést výbrus optické kvality? Je, přestože to je hra s přesností plochy kulového vrchlíku na zlomek vlnové délky světla! (Novodobý optik by nárokoval zlomek vlnové délky světla ve všech místech, s přimhouřením oka však trochu humpolácké lupě stačí, aby s touto přesností ve většině míst vznikala nějaká rozumná plocha podobná kulovému vrchlíku.) K názornému pochopení snad poslouží zdánlivý krok stranou.

Kdo někdy brousil astronomické zrcadlo, tak už tuší. Pro ostatní popíšu část postupu. Potřebujeme dva skleněné disky stejného průměru a ze stejného materiálu. (Kvalitní sklo je dnes mnohem dostupnější než kvalitní přírodní křišťál.) Musíme jim obrousit obvodové hrany karborundovým brouskem, aby nedělaly neplechu. Jeden z disků připevníme na stabilní podložku, taky s kruhovým půdorysem. Teď se musíme ozbrojit pečlivostí a především krajní trpělivostí. Polijeme čistou vodou a posypeme brusným práškem. Položíme na něj druhý disk a za rozumného tlaku jím posuneme tak o třetinu (rozhodně ne o víc) od sebe a k sobě. Pak horním diskem trochu pootočíme, pokud možno ne po pravidelných úhlech, a znova. Postupně taky chodíme dokola jako pešek. Občas to umyjeme a dáme nové brusivo. Po delším čase měníme brusivo za jemnější. A tak dál a pořád dokola. Pečlivě a trpělivě! Jediné hrubší zrnko brusiva nebo jeden moc drsný tah může celou práci zničit! Nakonec se to už jenom vyleští, stejným postupem, ale s růží (ne s kytkou, ale práškem oxidu železnatého, co jinak slouží na dámské šminky). Leštění je už rychlé, třeba i za jeden den, ale patlá se to až hrůza. Je na to celé spousta návodů, pěkný je např. tady. Skleněné zrcadlo bychom museli pokovit. Pokud bychom místo skla použili zrcadlovinu (bronz s mnohem větším podílem cínu), tak by to jako sférické zrcadlo fungovalo rovnou. Bez pokovení je však dolní disk stejně spojkou a horní rozptylkou. O plochu kulového vrchlíku se totiž postará kouzelná moc náhody, alias zákony statistiky. Bohužel se na tu náhodu může spolehnout jenom skutečný mistr optického řemesla. Tomu vzniká kulová plocha pod rukama opravdu sama od sebe, dokonce s předem naplánovanou ohniskovou délkou, a on ji pak dalším kouzlem promění na parabolickou. (Bývala to relativně neškodná pubertální zábava, alespoň pro toho, kdo nelpěl na úspěšnosti prvního pokusu a nenadýchal se skelného prachu moc.) Je to zvláštní zkušenost, i když většina těch nadšenců netuší, že pracuje s mírně modernizovanou verzí technologie staré přes 4 tisíce let.

Optický výbrus v době bronzové?

A proč ne? S tvrdými prášky zacházeli běžně, namleli si je z minerálů v kulovém mlýnku. (Ne že by to šlo snadno a rychle.) Takové kulové mlýnky se i zachovaly, honily se v nich oblázky vodorovně, ne v bubnu jako v těch pozdějších. Síla náhody zajistí, že produkt je směs různých velikostí zrn (přibližně s rozložením podle mocninové funkce). Větší velikosti se oddělí různě jemnými sítky. Ty jemnější, což je většina potřebné škály zrnitosti, frakčním proplachováním.

V bronzové době se brusnými prášky taky vrtalo a řezalo do tvrdých materiálů pomocí trubičky nebo pilky z měděného plechu. Ta jenom vodila ten prášek, stejně jí ale zatraceně ubývalo.

Spíš je divné, že nezkonstruovali třeba dalekohled systému Newton s průměrem aspoň 10 cm, stačilo použít zrcadlovinu a na okulár dvě čočky z křišťálu!

Jenže oni nedělali dalekohled, nýbrž ozdobu. Tu na štít, tu na nábytek. Krásně se leskne! Jak je to hlaďoučké!

Našinec by si z té muzejní sbírky vybral několik čoček a sestavil z nich kukátko o něco horší kvality, než jaké měl Galilei, akorát že systému Kepler (tím líp), protože rozptylky tam nejsou. Jenže to ani v raném novověku nenapadlo každého, ba ani každého optika. Ba dokonce, i když už někoho napadlo udělat malý dalekohled, tak ho většinou nenapadlo, aby se jím díval na oblohu. Proč by to vlastně měl dělat? Možná občas někdo náhodou a ze zvědavosti, ale takovému to ve většině případů mnoho nedá. Je potřeba mít důvod zájmu, aspoň trochu odborného zájmu! (Nebo se po zvědavém nakouknutí postupně stát odborníkem.) Je až děsivé, že na krok od technologických předpokladů výroby k pozorování oblohy malým dalekohledem bylo potřeba čekat tisíce let. Totéž platí o mikroskopu. Pak už to šlo rychle. Tehdejší lidé nebyli o nic hloupější než my, ale v mnoha ohledech měli jiné starosti a jiné zábavy, navíc jim chyběla optická teorie.

Našinec by se ovšem mohl spokojit s tím, že si vybere jednu hezčí čočku a bude ji používat jako lupu. Napadlo to už lidi doby bronzové? Přísně vzato: Nevíme. Nemáme pro to žádné přímé doklady. Na druhé straně ovšem potkáváme artefakty, k jejichž zhotovení by se lupa zatraceně hodila.

Pečetítka a prsteny

Mínójské pečetítko. Jaspis, průměr 24 mm, kolem roku 1500 před n. l. Kredit: Wikimedia Commons.

Mínójci i Mykéňané (Achájci) se vyblbli s rytím miniatur do kamene, někdy i poměrně tvrdého. Neuvěřitelná je přesnost těch plastických obrázků, v různých případech kolísá mezi 40 a 150 mikronů. Za příklad jsem tady vybral mínójské pečetítko z jaspisu (uložené nyní v Heidelbergu), které je z podobné doby jako ony čočky. Zlatý prsten zvaný Mínóův byl udělaný přibližně o století později a vystavují jej v Herakliu. Bez lupy by to snad někdo mohl dokázat, ale nevím.

Tzv. Mínóův prsten z Knóssu, zlato, 1450 až 1400 před n. l. Kredit: Wikimedia Commons.

Některé miniaturní rytiny do zlata však překonávají možnosti lidského oka naprosto drsně. Zlato je sice pro tuto činnost ideální materiál, ale přesnost rytí na 12 až 20 mikronů je v době bronzové šílená. Ukázkový prsten z Tíryntu, s bohyní a mořskými koníky, je velký lehce přes 2 cm. Když kliknutím přejdete na jeho obrázek na Wikimedia Commons a dalším kliknutím si jej zvětšíte, získáte vlastně pohled velmi silnou lupou. A nutno dodat, že většina neostrosti stejně jde na vrub focení z ruky přes sklo (na desítky pokusů)!

Značná část renomovaných specialistů předpokládá, že k takové práci byla lupa nutně potřeba. Je dobře možné, že po nějaké době si prostě všimli zvětšovací schopnosti křišťálových ozdob a začali je takto využívat. Nic určitějšího o tom však nevíme

Asyrská „čočka“ z 8. století před n. l.

Zlatý prsten z Tíryntu, 1500 až 1400 před n. l. Kredit: Wikimedia Commons.

Často popularizovaným předmětem je tzv. „The Nimrud Lens.“ Obzváštní literatura ji pojednává rovnou jako „asyrský objektiv“, s názvukem na starobylost Asýrie (občas taktně pomlčí o tom 8. století). Ctihodná památka to zajisté je, ale byla to křišťálová ozdoba, tentokrát asi na nábytek, byť opět z křišťálu broušeného s optickou kvalitou. Fotka a podrobný popis této slavné „asyrské čočky“ je na stránkách Britského Muzea, které ji vystavuje, viz odkaz tady.

Optika v rané řecké antice

V muzeu na Rhodu mají větší sadu lup v měděných objímkách s držátkem. Pocházejí z 8. století před n. l., takže jsou přibližně ze stejné doby jako ona asyrská „čočka“. Jenže tohle už jednoznačně jsou skutečné lupy! Dokonce to vypadá, že byly dělané v menší sérii na prodej. Bohužel nemám fotku, což je tuze škoda, ale opravdu je tam mají, je o tom v odborné literatuře široká shoda – a jednu z nich jsem sám viděl a působila velice přesvědčivě. Tyhle lupy prý mají lepší optickou kvalitu než ona slavnější „asyrská čočka“. Bodejť ne, nebyly na ozdobu.

Překvapením je ovšem jejich datace do rané fáze řecké archaické doby. Jenže je to na Rhodu, jedné z křižovatek mezi kulturou Řecka, Malé Asie, Kypru, Foiníkie (Fénicie), a zprostředkovaně i Mezopotámie a Egypta. V tomto multi-kulti prostředí je asi zbytečné (a patrně marné) zkoumat etnicitu jejich původu.

Od řecké klasické doby do pozdější antiky

Tradiční ukázkou textu, který dokládá dostupnost optických čoček, je jedno místo z Aristofanovy komedie Oblaka (767n. ):

„Viděls už v lékárnách ten krásný kámen, co je průhledný?“

„Myslíš hyalos?“

S překladem slova hyalos je problém. Podle největšího slovníku (LSJ) to může být „průhledný kámen“, „jakýkoliv krystal“, „konvexní čočka k zapalování, vyrobená z krystalu“, „sklo“. Tak si vyberte. (A novořecky jsou brýle gyalia.)

Ta umanutost zapalováním, tolik příznačná pro antickou literaturu o optických prvcích, má v Aristofanově komedii jasný kontext, jde o přípravu k zneškodnění soudní obsílky.

Proč se to prodávalo zrovna v lékárnách? A proč nemáme spolehlivé doklady o používání brýlí v klasické době? Nevíme. O něco později píše Platón o tavení sklovitých látek a kamenů (Tímaios 61b), ale bez souvislosti s optikou.

Pak už přijde „vědecká revoluce“ helénistické doby (takhle se o tom v odborné literatuře píše), ale to už je standardní součást dobře sledovatelných dějin vědy a techniky. Vzniká optická teorie (geometrická optika), využívají se zrcadla (při osvětlení v bytě i ve velkém zdroji světla majáku, samozřejmě na olej); lupy jsou samozřejmostí, nutnou pro rozvoj jemné mechaniky; brýle se dělají z berylu (od toho jejich německé a české pojmenování), protože se snadněji opracovává, i když to pořád rozhodně není záležitost lidová. Tyto normální dějiny optiky (teorie i technologie) jsou už vlastně jiné téma.

Literatura:

Moussas, Xenophon & Vitti, Paolo & Zerefos, Stelios. (2017). Ancient Greek Optical Instruments and the Pharos of Alexandria. Conference Paper, 2017, online