Objevitelé světla
Podíváme-li se na dějiny bádání o světle, zjistíme, že světlo učarovalo úctyhodnému zástupu významných vědeckých osobností. Jejich osobní příběhy nám přibližují jindy vždy objektivní a přesnou vědu ze vskutku lidského úhlu. Kdo byli velikáni, díky nimž dnes víme, co je světlo a jak ho můžeme využít?
Světlem se již od pradávna zabývali filozofové. Někteří z nich tvrdili, že světlo musí být tvořeno proudem částic, jiní byli přesvědčeni, že je světlo tvořeno sérií vln. Například Isaac Newton byl jedním ze zastánců teorie, která předpokládala, že světlo je složené z malých částic, a koncem 17. století na toto téma provedl velké množství experimentů. Tím nejznámějším byl pravděpodobně pokus s bílým slunečním světlem, které se po průchodu hranolem (prizmatem) rozloží na plejádu viditelných barev, jež už dále nelze rozkládat. Být vědcem v 17. století ale nebyla procházka růžovým sadem – sám Newton, hnán touhou po poznání, prováděl z dnešního pohledu poměrně nebezpečné pokusy sám na sobě, respektive na svých očích. Ve svých poznámkách například do detailů popisuje, co vidí, když na určitých místech ve svém oku vyvíjí tlak tupou jehlou…
Newton ale nebyl jediným teoretikem, a tak se na scéně světelných teorií objevili i jeho rivalové, jmenovitě pak Christiaan Huyghens a Robert Hooke, kteří prosazovali představu světla jako vlnění. Byl to ale teprve Thomas Young, který dokázal roku 1800 tuto domněnku potvrdit svými experimenty a objasnil jev zvaný interference, neboli skládání světla, čímž potvrdil, že světlo má skutečně charakter vlnění. Mimo jiné byl také průkopníkem myšlenky, že různé barvy světla mají odlišné vlnové délky a že lidské oko rozpoznává barvy díky třem rozdílným čidlům určeným pro tři základní barvy spektra.
Dalším zásadním objevem pro svět optiky byla bezpochyby camera obscura. Kořeny tohoto „promítacího přístroje“ přitom můžeme stopovat až do neuvěřitelného roku 400 před naším letopočtem, kdy čínský filozof Mocius poprvé představil princip, na němž funguje dírková komora, a přispěl tak svým dílem k vývoji optiky. O něco později, okolo roku 350, jeho teorii, že světlo putuje po přímé linii, potvrdil řecký filozof Aristoteles. Ten si všimnul, že ať už světelné paprsky procházejí jakkoliv malým otvorem v předmětu, stejně nakonec vytvoří na zemi kroužek světla. První opravdovou cameru obscuru ovšem sestrojil až roku 1000 proslulý arabský učenec Ibn al-Haytham. Jako první na světě ukázal, že obrázky promítnuté na stěnu skrze malou škvírku jsou přesným obrazem toho, co vidíme na druhé straně otvoru. Díky mnoha dalším pokusům a objevům týkajících se camery obscury, která fascinovala mnohé učence napříč historií, dnes víme, jakým způsobem lidské oko vnímá světlo díky konvexním čočkám – tedy spojkám – a moderní fotografie vděčí za svůj zrod právě těmto znalostem.
Experimentální a teoretický vývoj v oblasti elektřiny a magnetismu dosáhl svého vrcholu v 19. století ve vědecké práci Jamese Clerka Maxwella, který objevil vlnění oscilujících elektrických a magnetických polí. Maxwell předpokládal, že toto vlnění se pohybuje rychlostí velice blízkou změřené rychlosti světla, a pokládal tak za velice pravděpodobné, že viditelné světlo je ve skutečnosti elektromagnetickým jevem. Dnes bychom mu dali za pravdu, neboť už s jistotou víme, že světlo je doopravdy druhem vysokofrekvenční formy elektromagnetického záření. Každá teorie má ovšem svá „ale“, a to i když se zdá neprůstřelná. Na scénu totiž v roce 1905 nepřichází nikdo jiný než Albert Einstein se svým vysvětlením fotoelektrického jevu, při němž světlo o dostatečně vysoké frekvenci dokáže uvolnit elektrony z kovových látek. Jak? Aby bylo světlo schopno tohoto jevu, musí být podle Einsteina ve formě jasně oddělených částic neboli fotonů.
Jak se může světlo chovat zároveň jako částice a zároveň jako vlnění zůstává záhadou dodneška. Nicméně, raketový vývoj, který zaznamenalo bádání o světle (například v oblasti fotoniky), těží právě z této obojakosti světla.
Nelze ale mluvit o Albertu Einsteinovi a nezmínit jeho speciální teorii relativity. Ta je založena na úvaze, že rychlost světla je neměnná, a je tedy stejná pro každého bez ohledu na to, v jakém stadiu pohybu se sám nachází. Při měření rychlosti závislé na čase a vzdálenosti se tak porozumění prostoru a času stává mnohem komplexnější, než by kdo do té doby čekal. K hlubšímu pochopení vskutku revoluční teorie relativity vám jistě pomůže tato stránka.
Konečně, světlem přicházejícím na Zemi z vesmíru se zabývá astronomie. Už od nepaměti lidé s úžasem pozorovali střídání dne a noci, dorůstání a ubývání Měsíce a postupně si také začali spojovat změny v ročních obdobích s měnícími se souhvězdími na noční obloze. Prací dávných astronomů tak byla především tvorba kalendářů, které pomáhaly našim předkům zaznamenávat a organizovat ubíhající čas. Významný vývoj v oblasti astronomie zaznamenaly již starověké civilizace jako například ta čínská, indická, egyptská, řecká, arabská, perská či mayská. Pravděpodobně nejdůležitějším vynálezem pro moderní astronomii ovšem zůstává sestrojení teleskopu, který znamenal zásadní převrat ve vědeckém bádání a je spojen s všeobecně známými velikány vědy, jakými byli Galileo, Brahe, Kepler či již zmiňovaný Newton.