Příběh objevování
Tři Keplerovy zákony si asi pamatujete ze školy. Před čtyřmi sty lety zveřejnil Kepler první dva – že planety obíhají Slunce po elipsách a že (hodně zhruba řečeno) čím blíž je planeta Slunci, tím rychleji se na své dráze pohybuje. Oba zákony byly klíčové pro prosazení Koperníkovy heliocentrické teorie. Rok 1609 byl pro astronomii přelomový také tím, že Galileo Galilei poprvé pozoroval nebe dalekohledem. Hned dva dobré důvody, proč byl letošek vyhlášen Mezinárodním rokem astronomie. Je letos vůbec společensky únosné si nepřečíst něco o jejích velikánech?
Dnešní kniha je na mém blogu netypická. Není totiž ani trochu nová; vyšla v roce 1980. Psát recenzi na literaturu publikovanou skoro před třiceti lety se může zdát jako naprostá pitomost. Jenže některé knihy zůstávají dobré i po letech. Navíc se jí tehdy vytisklo 25 000 kusů, takže by mohla být ještě k nalezení ve veřejných knihovnách nebo v antikvariátech. Za trochu pátrání rozhodně stojí. Jmenuje se Kepler v Praze a napsal ji Zdeněk Horský.
Zdeněk Horský (1929-1988) měl humanitní i přírodovědné vzdělání a byl především historikem astronomie. Téma jeho vědeckopopulární knížky Kepler v Praze je zřejmé už z názvu. Mapuje astronomův pobyt v Praze, který byl zároveň dobou jeho největších objevů. Text není žádným suchým historickým popisem. Je to naopak poutavý příběh jednoho vědeckého pátrání.
Navíc dobře ilustruje obecnější věc – totiž jak vědci uvažují při své práci. To lze nejlépe vysvětlit právě pomocí příběhu z historie. Ovšem ne každý ho umí napsat správně. Popularizační literatura, zvlášť starší, zhusta vykresluje vědu jako setrvalý pokrok od tmářských pověr k jediné správné pravdě. Happyendem vyprávění je dnešek, kdy už máme objeveno skoro všechno a to, co známe, víme zcela bezpečně.
Skutečnost je složitější a zároveň mnohem zajímavější. Dobře ji popsal právě Zdeněk Horský. Cením si toho tím víc, že jeho studie o Keplerovi vyšla v době, kdy rigidní uvažování komunistických strážců ideologie přímo nahrávalo schematizovaným povídačkám o pokroku a hrdinném boji proti pověrám.
Kepler v rudolfinské Praze
Nebudu vás nudit historickými údaji o Keplerově životě. Ty si můžete přečíst v knize nebo vyhledat jinde. Jen krátce: Johannes (nebo česky Jan) Kepler se narodil a vystudoval v Německu, pak působil jako profesor matematiky na gymnáziu v rakouském Štýrském Hradci. V roce 1600 se přestěhoval do Prahy, kde mu nabídl práci vynikající astronom Tycho Brahe. Kepler nahradil Braheho po jeho smrti v roce 1601 ve funkci císařského matematika, jímž zůstal až do smrti Rudolfa II. v roce 1612. Pak odešel do Lince.
Horského kniha nejprve popisuje atmosféru rudolfinské Prahy na přelomu 16. a 17. století. Už tím je užitečná. V obecném povědomí zůstává totiž hlavně bláznivý Rudolf II., který si zval z ciziny alchymisty a různé podvodníky. Cosi se také ví o císařově zálibě v umění. Tady ale vyvstává plastičtější obrázek. Praha tenkrát byla skutečně důležitou metropolí, kulturní křižovatkou, kde působili umělci a také vědci z celé Evropy. A jak autor zdůrazňuje, byl tu i dostatek schopných domácích vzdělanců.
Musela to být zvláštní doba. Podivínský, nejspíš duševně nemocný císař, který měl ale zároveň ušlechtilé intelektuální záliby. Kolem něj nejlepší mozky kontinentu i obyčejní podfukáři, všichni toužící získat slávu a peníze u panovníkova dvora, případně na dvorech bohatých českých šlechticů.
Keplerovi se v centru vědeckého dění podle všeho líbilo. Zároveň se v Praze potýkal s různými praktickými problémy, danými hlavně tím, že císař svému matematikovi rád sliboval velké peníze, které pak ovšem málokdy včas vyplácel. Keplerovu osobnímu životu se kniha věnuje přiměřeně. Používá tyto informace ke „zlidštění" vědce, ale nestává se sbírkou bulvárních drbů. Hlavní line vyprávění je jinde: jak Kepler dospěl ke svým objevům.
Souboj teorií
Zdeněk Horský se nejdříve pokouší vysvětlit, proč byl geocentrizmus velmi dobrou vědeckou teorií. Zdá se vám to absurdní? Pak si tuhle knížku (nebo třeba Velký třesk) opravdu přečtěte – otevřou se před vámi netušené obzory a bude vám jasnější, jak se dělá věda. Celá záležitost je dosti komplexní, ale aspoň stručně: Starověká představa, že Země je středem vesmíru a hvězdy s planetami se otáčí kolem ní, dokázala velmi dobře vysvětlit mnoho jevů, pozorovaných na Zemi i na obloze. Některé její části přetrvaly dodnes, například názor, že Země je kulatá.
Původní Aristolelova verze měla velké problémy s pohybem planet. Přisoudila jim pohyb stálou rychlostí po dokonale kruhových drahách. Jenže planety se tím tvrdohlavě odmítají řídit. Pohybují se mezi hvězdami nerovnoměrně, někdy rychleji, jindy pomaleji. Navíc některé z nich dělají takzvané zpětné kličky: občas změní směr a pak chvíli zdánlivě couvají, než se zase vrátí do původního směru. Pozdější antičtí myslitelé tuto komplikaci vyřešili a popsali putování každé planety po obloze jako kombinaci několika rovnoměrných kruhových pohybů. Teorie měla daleko k jednoduchosti, ale uměla celkem spolehlivě předpovídat budoucí polohy planet. A o to ve vědě jde: dobrá teorie musí být v souladu s pozorováním.
Geocentrizmus bez problémů přežil až do 16. století, kdy Koperník zveřejnil svou heliocentrickou teorii, se Sluncem ve středu planetární soustavy. Mnoho věcí se mu podařilo elegantně vysvětlit, například zpětné kličky – vznikají jako důsledek toho, že se Země a planeta vně její oběžné dráhy pohybují navzájem. Aby ovšem dosáhl souladu s pozorováním, musel i on zachovat komplikovaný systém složených kruhových pohybů. Nová teorie tak byla jen o málo lepší (jednodušší, použitelnější…) než stará. Proto se mezi vědci prosazovala jen pomalu. A její vítězství by asi nebylo o mnoho rychlejší, i kdyby svobodné vědecké bádání nebrzdila církev.
Objevitel elipsy
V této situaci vstupuje na scénu Kepler. Vědeckou kariéru začal už před příchodem do Prahy; kupodivu vytvořením naprosto chybné teorie. Vyšel z Koperníkova systému a jeho výpočtů vzdáleností planet. Zjistil, že mezi kulové sféry, v nichž pomyslně obíhají planety, lze dosti přesně vložit takzvaná platónská tělesa složená z pravidelných mnohoúhelníků. Kepler byl přesvědčený, že odhalil dokonalou geometrickou harmonii světa. Sice se mýlil, ovšem víra v jednoduchou harmonii přírodních zákonů ho neopustila do konce života. Nebyl to koneckonců tak špatný předpoklad – dovedl ho k jeho velkým objevům.
Spoluprací s Tycho Brahem získal Kepler přístup k výsledkům jeho pozorování. Brahe byl fenomenální pozorovatel a jeho měření poloh planet byla na svou dobu mimořádně přesná. Keplerovi data velmi pomohla při teoretickém pátrání po zákonech sluneční soustavy. Zaměřil se na Mars, protože jeho dráha se nejvíc ze všech planet lišila od kružnice. Bylo potřeba několika let výpočtů, než Kepler konečně objevil a pečlivě ověřil, že dráha Marsu je elipsa.
V roce 1605 už měl Kepler jasno: každá planeta obíhá po elipse, v jejímž jednom ohnisku je Slunce. A rychlost planety je tím větší, čím blíže je ke Slunci. Roku 1609 pak konečně vyšla kniha, která tyto dva astronomické zákony rozhlásila do světa. Najednou zmizely těžkopádnosti původního Koperníkova systému. Žádné nepřehledné soustavy kruhů pohybujících se po jiných kruzích, ale krásné jednoduché křivky, elipsy. Vše navíc výborně souhlasilo s pozorováním.
Heliocentrizmus tak získal cenné body, protože Keplerovi se podařilo teorii matematicky zjednodušit. A proč něco vysvětlovat složitě, když to jde jednoduše, že? Brzy potom přinesl Galileo díky svému dalekohledu další důkazy svědčící proti geocentrizmu, takže o vítězi bylo rozhodnuto.
Jak funguje věda
V knize Zdeňka Horského se seznámíte také s dalšími Keplerovými výzkumy. Věnoval se i optice, objasnil optické vlastnosti oka, sestrojil lepší dalekohled, než byl Galileův, dokonce navrhl i originální vodní pumpu bez záklopek. Autor neopomenul zmínit ani Keplerovy astrologické přivýdělky, hlavně horoskop Albrechta z Valdštejna. Nejvýznamnější je ale stejně jeho zásluha na zdokonalení heliocentrické teorie.
Příběh soupeření geocentrizmu s heliocentrizmem se často používá coby typický příklad, jak ve vědě jedna teorie nahrazuje druhou a jaká jsou vlastně kritéria pro přijetí či odmítnutí teorií. Tohle je oblíbené téma filozofů vědy. Já o něm rád povídám i lidem, kteří se vědou neživí. Proto jsem se dnes tak rozepsal. Výborně totiž bourá zažité představy, že správná věda objevuje pravdu a musí si být absolutně jistá platností svých teorií.
Jistě, badatelé se ze všech sil snaží pravdě přibližovat. Ale výzkum spíš připomíná detektivní pátrání nebo soudní proces. Tam musí být důkazy pro usvědčení viníka dostatečně přesvědčivé, nicméně žádný příčetný soudce nepožaduje po žalobci neprůstřelnou stoprocentní jistotu. Takhle jsem se aspoň snažil přiblížit fungování vědy gymnazistům v Brandýse. A myslím, že by se to měli dozvědět nejen oni. Zmizelo by mnoho nedorozumění mezi vědci a veřejností.
Kepler v Praze
autor: Zdeněk Horský
nakladatel: Mladá fronta
rok vydání: 1980
243 stran
Hodnocení (0 až 10 bodů): 8