Římané znali parní stroj i kapitalismus. Překvapení historici přemýšlí, proč je minula průmyslová revoluce

V roce 1712 navrhl Thomas Newcomen první použitelný atmosférický parní stroj. V roce 1765 James Watt zásadně vylepšil jeho efektivitu a zažehl tím skutečný věk parních strojů. Richard Trevithick o 37 let později postavil první lokomotivu. Začalo století páry. Aby zmínění vynálezci dokázali svá zařízení sestrojit, museli znát zákonitosti chování plynů a několik klíčových technologií. Jádro lokomotivy nebo zařízení na čerpání vody z dolů ovšem tvoří parní stroj, jenž dokáže přeměnit vodu v páru a její tlak následně přetvořit v mechanický pohyb.

První takové zařízení, byť jednoduché, ale sestavil už v polovině prvního století našeho letopočtu právě vynálezce Hérón Alexandrijský. Působil v músaionu v Alexandrii, což byla největší vědecká instituce starověku, jejíž součástí byla i proslulá knihovna, shromažďující poznání své doby. Hérónův stroj podle dochovaných záznamů sestával z uzavřené kovové nádrže na vodu, z níž vedly dvě trubky do rotační kovové duté koule. Koule měla dvě zahnuté, proti sobě umístěné trysky, kterými, když se pod přístrojem zatopilo, unikala pára. Přístroj se tak mohl dát díky tlaku páry do pohybu. Koule začala rotovat.

Když obsluha lokomotivy zatopí pod kotlem, voda v nádrži se začne ohřívat, vzniká pára a ta je vedena do pneumatického válce, v němž se pohybuje píst. Když pára přichází do válce, tlačí píst od sebe, ten je napojený klikovým mechanismem na kola lokomotivy a ta se dávají do pohybu. Princip fungování pístu i pneumatického válce přitom ve svém díle popisuje i Hérón. Vynález přičítá Ktesibiovi, jenž v Alexandrii působil ve třetím století před naším letopočtem a jeho spisy byly v knihovně Hérónovi pravděpodobně dostupné.

Také klikový mechanismus, který u lokomotivy převádí sílu pístu na kola lokomotivy, byl známý nejpozději ve druhé polovině 3. století. Z té doby pochází zařízení nalezené v Hierapolisu ležícím v dnešním Turecku. Podle podrobné archeologické studie z roku 2007 šlo o vodou poháněnou pilu, která využívala klikového mechanismu, jenž převádí točivý pohyb na lineární. Síla vody z mlýnského kola tak uváděla do chodu automatickou pilu, která řezala dřevo.¹

Když pára zcela odtlačí píst lokomotivy, kola se hnou a jejich setrvačnost tlačí píst zpátky. Přitom se uzavře ventil pouštějící páru do válce a otevře ventil ke komínu. Pára je vytlačena. Následně se otevře ventil přivádějící páru od kotle a vše se znovu opakuje. Také ventily Římané běžně používali u vodních pump. U zařízení poháněných párou je nutné vyřešit ještě jeden problém: rychlost parního zařízení se jen těžko ovládá. Při tom pomohou takzvané diferenciály, soustavy ozubených koleček a válců umožňující převod rychlého otáčení na pomalé a naopak. Na podobném principu funguje i automobilová převodovka. Primitivní diferenciál využívala už zmiňovaná pila v Hierapolisu. Velmi pokročilý byl ale nalezen v mechanismu z Antikythéry, jenž byl z hlubin moře vyloven v roce 1902.

Podle odhadů se loď potopila někdy mezi lety 70 a 60 před naším letopočtem, samotný mechanismus je ještě o pár desítek let starší. Jeho rekonstrukce ukázala, že šlo o přístroj velikosti krabice od bot, který obsahoval desítky malých vysoustružených ozubených bronzových koleček. Simuloval pohyb Měsíce, Slunce a pěti tehdy známých planet, výborně také předpovídal zatmění Slunce a Měsíce. Šlo vlastně o první počítač. Podle výzkumů, které stále nejsou u konce, zařízení využívalo pokročilé diferenciální převody. Historici přitom byli dlouho přesvědčeni, že tato technologie se objevila až v 16. století. A preciznost zpracování malých koleček odpovídá úrovni 18. století.

Infografika: Parní stroj pro Caesara

Pro porovnání technologické vyspělosti antického Říma a světa vstupujícího do století páry jsme si vybrali lokomotivu, zůstaňme u ní ještě v jedné souvislosti, byť ji mnozí vědci považují za pouhou spekulaci. Pokud se má pohybovat, potřebuje kolejnice. Standardní rozchod kolejnic je dnes 1435 milimetrů. Jedním ze zvažovaných zdrojů tohoto rozměru je opět antický Řím. Jednak římská míra passus (dvojkrok) měří 1483 milimetrů, jednak tato šíře byla ideální a také používaná u vozů tažených koňmi. V Británii první dlouhé cesty zřídili právě Římané. Jejich vozy v nich vyjezdily koleje a na mnoha těchto cestách později došlo k položení prvních železničních kolejnic. Mimochodem skutečné kolejnice, po nichž tahali vozy lidé nebo zvířata, sami Římané využívali například v Egyptě.

Římané tedy chápali princip, jak využívat páru k práci. Znali a používali píst, klikový mechanismus, pneumatický válec i ventily a byli schopni precizních výrobků, jako jsou ozubená kolečka v Antikythéře. Po kolejnicích tahali lodě a jiný náklad. Římané tak zřejmě měli a znali vše, co je potřeba pro sestavení parního stroje. K vynálezu lokomotivy i jakékoliv přelomové inovace jsou ale nutné i kulturní a ekonomické podmínky. Podle historiků a ekonomů musí panovat ve společnosti inovativní duch. Musí tu být podnikatelé, kteří žádají technologické řešení, a vynálezci schopní své nápady převádět do praxe. A to podle historiků Římu chybělo. Tedy alespoň podle dlouho přijímané doktríny ovlivněné především americkým historikem Mosesem Finleyem a rakouským ekonomickým historikem Karlem Polanyim. Jejich pohled, široce přijímaný ve 20. století, ale narušují poznatky posledních let.

Podle záznamů Hérónův stroj převádějící sílu páry na mechanický pohyb v souladu s názorem obou historiků došel jediného využití: sám vědec jej zřejmě používal k otevírání chrámových dveří. Podobné pochybnosti o praktickém využívání jsou i u mechanismu z Antikythéry. Historici mají sice indicie, že to nebyl pouze jeden unikátní výrobek, o podobných přístrojích psal i Cicero a další autoři, ale kromě jednoho vyzvednutého z moře se jiný najít nepodařilo. Důvodem může být, že přístroj je z bronzu, a Římané bronz recyklovali. Nově popsané objevy, jako vodní pila z Hierapolisu, ale ukazují, že podobné mechanismy byly využívány na řadě míst říše. A podobně na tom byly i vodní pumpy, ventily nebo sifony používané v akvaduktech. Italský historik Andrea Giardina jako příklad šíření inovací uvádí zdokonalování přístrojů na lisování oleje či vína. Velkou změnu přineslo rozvinutí dělby práce, jež se podle Giardiny už od 2. století před naším letopočtem projevilo ve vzniku velkých dílen.

Ekonomové ale upozorňují, že římská společnost nebyla nastavena na rychlé šíření inovací. Obchodníci a podnikatelé nebyli motivováni k zavádění technologií šetřících lidskou práci, protože tu obstarávala nejlevnější pracovní síla: otroci. V tom se podle ekonomů liší Řím a Anglie před industriální revolucí. Ekonom Robert Allen uvádí, že jedním z faktorů, které hnaly v Anglii inovace, a mají tedy velký podíl na průmyslové revoluci, byly vysoké mzdy v 18. století kvůli nedostatku pracovní síly. Řím v období začátku letopočtu nic podobného zřejmě nezažil. Jenže v roce 2017 zveřejnila ekonomka Judy Stephensonová studii, v níž ukazuje, že data týkající se mezd v předindustriální Anglii jsou chybná. Londýn se ve skutečnosti svými mzdami nijak extrémně zbytku vyspělé Evropy nevymykal, jak tvrdí Allen. Podobná mzdová situace byla v Nizozemsku nebo Belgii. Přesto tam průmyslová revoluce nezačala.

Ekonomové proto přichází s argumentem, že nejde jen o cenu práce, ale především o schopnost ekonomického myšlení a cílení na zisk. Právě to je motorem moderní společnosti, protože díky tomu vzniká konkurence a také tlak na inovace. Zhruba tak by se dal definovat kapitalismus, jaký se začal rodit v Itálii 16. století a odsud se šířil do Nizozemska nebo Anglie. Jeho skutečný rozmach pak přišel ruku v ruce s průmyslovou revolucí, kdy definitivně zpřetrhal feudální vztahy. Přichází ovšem další "ale". Nové výzkumy ukazují, že většinu rysů kapitalistické společnosti, alespoň v takové podobě jako v Itálii nebo Anglii před průmyslovou revolucí, vykazovala nejspíš i Římská říše.

Kapitalistická společnost potřebuje úvěrový a bankovní systém, vymahatelnost práva, soukromé vlastnictví, volný obchod a pracovní trh. Historik Kyle Harper v knize Osud Říma z roku 2017 upozorňuje, že Řím disponoval bankami a dalšími finančními institucemi, které úvěrovaly tehdejší obchodníky a podnikatele. Například i pojištění bylo rutinní záležitostí. Podle Harpera byl finanční systém na úrovni 17. až 18. století. Obchodu a byznysu svědčila také vymahatelnost práva po celém území říše. V případě vlastnického práva byl Řím v některých případech dokonce dál než Evropa 18. století. Konkrétně ženy měly silnější vlastnická práva a byly mnohem méně závislé na mužích. Pro ekonomiku to znamená další zdroj motivovaných a často velmi vzdělaných lidí.

Dalším znakem kapitalismu je rozvinutý vnitrostátní i mezinárodní obchod. V Římě probíhalo obojí. Vnější i vnitřní bezpečnost zajišťovaly římské legie, které zabraňovaly plenění ze strany barbarů a účinně na moři likvidovaly piráty. Tím snižovaly riziko i náklady pro obchodníky. Římské právo umožňovalo i vznik obchodních společností. Jak ukazují archeologické nálezy, Řím obchodoval také s Indií nebo Čínou. Archeologové dnes nacházejí v těchto zemích římské mince. V říši byl rozvinutý i pracovní trh, na němž se sice hlavně obchodovalo s otroky, své služby zde ale nabízeli i svobodní občané. A otroci, na rozdíl od těch nejchudších v předindustriální Anglii, v Římě vykonávali často poměrně sofistikovanou práci.

Studie vědce Willema Jongmana z roku 2015 dochází k závěru, že pohlížet na Řím jako na neinovativní společnost bez ekonomického ducha je mylné. V období od prvního století před naším letopočtem až do poloviny druhého století našeho letopočtu zažívala Římská říše ekonomický růst, rostla populace. Společnost bohatla. Archeologické nálezy dokládají prudký vzestup stavebních prací, růst konzumace masa i množství odpadu. Podle odhadů se HDP na obyvatele v Itálii z římských dob podařilo moderní Itálii dohnat až v 19. století.

V tomto bodě začínají být ekonomové i historici bezradní, protože nejsou schopni jednoznačně formulovat důvod, proč se na Watta s Trevithickem muselo čekat 1700 let a proč antický Řím minulo cokoli podobného průmyslové revoluci. Na pomoc jim přispěchali fyzici, kteří právě na Hérónově stroji demonstrovali několik zásadních problémů. Oproti Wattovu stroji jde jen o malé a neefektivní zařízení. Novodobý parní stroj byl klíčově propojený s uhlím, jehož spalování jej pohánělo. V Římské říši se sice uhlí používalo, ale těžilo se z ložisek blízko povrchu, takže zařízení typu důlního parního stroje nebyla zapotřebí.

Myšlenková cesta od rotující koule poháněné párou k efektivnímu Wattovu stroji byla navíc mnohem delší. Římané sice znali všechny potřebné součásti pro stavbu parního stroje, ale správně je propojit nejspíš nikoho vůbec nenapadlo, alespoň o tom nemáme doklady. Holandský fyzik Christiaan Huygens v 17. století experimentoval s pístem v pneumatickém válci poháněném střelným prachem. Až později, pod vlivem Denise Papina, mu došlo, že vhodnější bude pára. K Wattovu parnímu stroji ale zbývalo ještě dalších téměř sto let.

Důvodem, proč Řím nepotkala průmyslová revoluce, tak může být obyčejná smůla, alespoň to tvrdí historik Nicholas Crafts. V hlavách římské elity podle něj zkrátka nesepnul ten správný vzorec. To samé se ostatně nestalo ani ve staré Číně, jež také splňovala mnohé podmínky pro možnou průmyslovou revoluci, a to nejpozději na počátku letopočtu.

Pro sestrojení parního stroje po vzoru Newcomena není tato technologie potřebná, u něj klikový mechanismus nahrazuje obyčejná páka, jejíž princip byl všeobecně známý už velmi dlouhou dobu. Zpět