Skleněný artefakt z doby císařů mění barvu podle světla – vědci zjistili, že obsahuje nanočástice zlata i stříbra.
Zatímco většina historických artefaktů vypovídá o řemeslné zručnosti či kulturních tradicích, Lykurgův pohár překračuje hranice běžného chápání. Tento římský skleněný kalich ze 4. století našeho letopočtu je výjimečný nejen svou krásou a mytologickým výjevem, ale především svými fyzikálními vlastnostmi. Pohár totiž mění barvu podle způsobu osvětlení – při nasvícení zepředu září zeleně, při nasvícení zezadu se rozhoří rudou. Dlouhá desetiletí věda tápala, než v roce 1990 došlo k revolučnímu objevu: sklo obsahuje nanočástice zlata a stříbra. Přesnost a složitost jejich rozmístění naznačují, že starověcí skláři mohli nevědomky pracovat s principy, které dnes označujeme jako nanotechnologie.
Fascinující na tomto fenoménu je, že účinek je důsledkem tzv. plasmonické rezonance – fyzikálního jevu, při němž kovové nanočástice reagují na různé vlnové délky světla. Výsledkem je barevná proměnlivost materiálu, kterou moderní věda dokáže napodobit pouze za přísně laboratorních podmínek. Žádný jiný dochovaný římský artefakt takto specifické vlastnosti nevykazuje. Otázkou zůstává, zda šlo o náhodu, nebo o důsledek systematického experimentování s materiály. Pokud bychom připustili, že tehdejší mistři měli empirické znalosti o světelných jevech, pak před námi stojí nejen unikát z hlediska umění, ale možná i nejstarší známý důkaz práce s nanočásticemi v dějinách lidstva.
Lykurgův pohár
Lykurgův pohár je skleněný pohár pocházející ze starověkého Říma, uložený v Britském muzeu v Londýně. Je nejstarším známým příkladem použití dichroického skla.
„Pohár mění barvu podle toho, jak na něj dopadá světlo. Pokud je osvětlen zepředu, vypadá zeleně. Pokud ale světlo proniká skrz něj zezadu, pohár se jeví červený. Odborně se tomuto jevu říká dichroický efekt. Na pohled se může zdát, že jde o optický klam nebo pouhý trik. Jenže vědecký výzkum přinesl zcela jiný výsledek. V roce 1990 tým vědců analyzoval sklo Lykurgova poháru a zjistil, že obsahuje nanočástice stříbra a zlata. Tyto částice jsou tak malé, že mají průměr asi 50 nanometrů. Pro představu: to je asi jedna tisícina tloušťky lidského vlasu. Nanočástice jsou rovnoměrně rozptýleny ve skle. Když na ně dopadne světlo, dochází k takzvané plasmonické rezonanci. To je jev, při kterém elektrony v kovových částicích začnou kolektivně kmitat. Tento kmit pak ovlivňuje, jaké vlnové délky světla jsou pohárem odraženy nebo pohlceny. V důsledku toho se mění vnímaná barva poháru. Vědci byli tímto objevem šokováni. Nečekali, že by řemeslníci ve 4. století našeho letopočtu mohli pracovat s tak malými částicemi. Přesný výrobní proces zůstává dodnes záhadou. Někteří odborníci se domnívají, že šlo o náhodu. Jiní věří, že skláři měli empirické znalosti, které jim umožnily podobných efektů dosáhnout. V každém případě je Lykurgův pohár důkazem mimořádné dovednosti antických řemeslníků. Tento předmět právem fascinuje vědce dodnes,“ uvádí portál epochalnisvet.cz.
Věda v šoku: starověcí skláři vytvořili efekt, který dnes zvládne jen laboratoř
Odhalení, že Lykurgův pohár obsahuje nanočástice zlata a stříbra, spustilo mezi vědci obrovskou vlnu zájmu. Ukázalo se totiž, že efekt, kterého bylo u poháru dosaženo, není jen estetickou kuriozitou, ale představuje zcela reálný a technologicky náročný optický fenomén, kterému se dnes říká plasmonická rezonance. V moderní vědě se využívá v nanotechnologiích, senzorech či při vývoji nových typů displejů. To vše naznačuje, že řemeslníci z období římského impéria, ačkoliv postrádali dnešní pojmy a přístroje, dokázali empiricky pracovat s látkami na úrovni, kterou bychom dnes považovali za špičkovou.
Lykurgův pohár. (originál foto). Zdroj: Following Hadrian – Flickr / CC BY-SA 2.0
Zajímavé je, že Lykurgův pohár není izolovaným fenoménem – někteří historici se domnívají, že podobná skla mohla být vyráběna častěji, jen se z většiny nedochovala. Lykurgův pohár ale zůstává jediným známým exemplářem, u kterého je efekt tak výrazný a zachovalý, že mohl být vědecky zkoumán. Navíc se jedná o unikátní kombinaci uměleckého díla a technologického experimentu. Nádoba s vyobrazením thráckého krále zachyceného ve vinicích není jen ukázkou mytologického vyprávění, ale pravděpodobně sloužila i při rituálech či oslavách, kde mohla barevná změna vyvolat doslova magický dojem. Tato směs mystiky, umění a fyziky dělá z poháru jeden z nejzajímavějších artefaktů antiky.
„Římský Lykurgův pohár starý asi 1600 let působí jako magický artefakt. Podle směru osvětlení se totiž jeho barva mění ze zelené na červenou. Tento úžasný optický jev ale není žádné kouzlo, nýbrž výsledek propracované technologie, kterou řemeslníci starověkého Říma používali už ve 4. století našeho letopočtu. Skleněný pohár s motivem thráckého krále Lykurga vědce dlouho mátl. Zprvu se domnívali, že změnu barvy způsobují pigmenty. Jenže v roce 1990 se podařilo odhalit skutečnou příčinu. Analýza ukázala, že do skla byly přimíchány nanočástice zlata a stříbra. Tyto částice jsou až tisíckrát menší než zrnko soli. Právě jejich unikátní rozměry a rozložení způsobují dichroismus. Při pohledu pod různými úhly tak pohár odráží různé barvy světla. Představuje tak první známý příklad nanotechnologie v historii. Řemeslníci pravděpodobně nevěděli, proč k tomuto efektu dochází. Pravděpodobně jen empiricky zjistili, že určitý postup vede ke konkrétnímu výsledku. Při výrobě použili zřejmě směs křemíku a jemně nadrceného kovu. Výsledné sklo pak muselo být zahřáto a následně rychle ochlazeno. Vše muselo proběhnout za přísně kontrolovaných podmínek. Dnešní vědci přiznávají, že napodobit Lykurgův pohár není vůbec jednoduché. K dosažení stejného efektu je potřeba laserová technologie. Výroba skla s tímto optickým jevem se v současnosti využívá například v některých bezpečnostních senzorech. Je fascinující, že tuto technologii měl starověký člověk k dispozici už před více než patnácti stoletími. Sklo poháru bylo navíc velmi pevné. Obsahovalo speciální síť kovových nanočástic, které zvyšovaly jeho odolnost. Odborníci se domnívají, že mohlo jít i o vedlejší efekt samotného výrobního postupu. Vědci zkoumají, zda Římané neznali další postupy, které se ztratily v čase. Možná měli recepty, které se dnes pokoušíme znovu odhalit. Ačkoliv neznali termíny jako optika či nanotechnologie, výsledkem jejich práce byl objekt, který těmto pojmům odpovídá. Lykurgův pohár je dnes uložen v Britském muzeu. Patří k nejzajímavějším exponátům sbírky. Na první pohled zaujme svým motivem. Při bližším prozkoumání ale fascinuje i svou strukturou. Jeho vznik dodnes není plně objasněn. Lze jen spekulovat, kolik takových pohárů bylo vyrobeno. Do dnešních dní se dochoval jediný exemplář. Vědci se proto domnívají, že šlo o velmi vzácný a možná i rituální předmět,“ uvádí dále k tématu web dotyk.cz.
Starověká alchymie? Neznámé stopy v řemeslném umění, které zpochybňují hranice epoch
Když vědci zkoumali chemické složení Lykurgova poháru pomocí iontové spektrometrie a transmisní elektronové mikroskopie (TEM), narazili na překvapivý detail: nanočástice v poháru nevykazují nahodilé rozložení, jak by odpovídalo náhodné příměsi, ale strukturální uspořádání připomínající dnešní nanokompozity.
Ty se v současnosti vyrábějí s cílem dosáhnout přesných optických nebo mechanických vlastností. To by mohlo naznačovat, že řemeslníci ve 4. století našeho letopočtu nejen experimentovali s materiály, ale mohli záměrně využívat opakovatelný výrobní postup, který zahrnoval řízené rozptýlení kovových částeček v tavenině. Věda zatím nedokázala objasnit, jak by mohli antičtí skláři podobnou stabilitu ve struktuře dosáhnout bez moderního laboratorního zázemí.
Dalším neobvykle opomíjeným aspektem je samotné rozhraní mezi sklem a kovovými nanočásticemi. V moderních materiálových vědách je to klíčové místo, kde se rozhoduje o optických a mechanických vlastnostech výsledného produktu. Analýzy ukázaly, že v poháru existuje tzv. interfázová zóna – přechodová oblast mezi skleněnou matricí a kovovou částicí, která vykazuje známky oxidační kontroly. Jinými slovy: nanočástice byly během výroby vystaveny prostředí s omezeným přístupem kyslíku, což vedlo ke vzniku ochranného filmu na jejich povrchu. Tento jev by byl ve 4. století technicky téměř nemožný bez znalosti atmosférických reakcí a řízeného vypalování v pečlivě uzavřených pecích. Jedna z teorií předpokládá, že výrobci mohli nevědomky využít přírodního jevu tzv. sulfidačního vypařování, který probíhá při určité kombinaci teplot a minerálních příměsí. V takovém případě by se částice zlata a stříbra nemísily náhodně, ale vyvazovaly by se z taveniny postupně a ulpívaly na matrici v mikrostrukturované podobě. Tento proces je dnes známý z geochemie sopečných výronů, ale jeho aplikace na sklo zůstává hypotetická. Pokud by se však potvrdilo, že řemeslníci přidávali například sírany mědi nebo železa z přírodních rud, mohli tím nevědomky vytvořit přesně takové podmínky, jaké dnes simulujeme v nanotechnologických laboratořích.
Další zajímavost se týká samotného tvarování motivu na poháru. Většina dochovaných římských skleněných nádob byla foukána do forem nebo ručně modelována, ale Lykurgův pohár byl zjevně formován pomocí techniky diatreta – vyřezávání vzoru z masivního skla. Tato technika byla nesmírně obtížná a vyžadovala stabilní strukturu materiálu, která se pod tlakem a teplem nerozpadla. Přítomnost nanočástic mohla paradoxně zvýšit pevnost skla a umožnit tento typ precizní práce. To by znamenalo, že příměsi drahých kovů nebyly jen náhodou, ale mohly být začleněny záměrně kvůli zpevnění struktury – a sekundárně vedly i ke změně optických vlastností.
Doposud se ve vědeckých studiích jen zřídka zmiňuje jeden z málo známých aspektů – mikroskopická přítomnost chloridových zbytků uvnitř povrchové vrstvy poháru.
Tyto stopy byly nalezeny ve velmi nízkých koncentracích, ale mohly naznačovat využití mořské soli při tavení nebo čištění skla. Sůl mohla sloužit jako primitivní tavivo nebo stabilizátor při formování finální struktury. Pokud by se tato teorie potvrdila, šlo by o vůbec první známé využití solných sloučenin v antické sklářské technologii k řízené stabilizaci nanočástic v matrici. Tato metoda je v současnosti používána při výrobě nanokompozitů pro elektroniku.
Výjimečná je i dlouhodobá chemická stabilita skla. Většina starověkých skleněných předmětů nese stopy silné degradace způsobené vlhkostí a kyselinami v půdě. Lykurgův pohár ale vykazuje překvapivě konzistentní molekulární strukturu bez známek hydrolytické degradace.
Podle jedné z veřejných hypotézy může jít o důsledek právě nanočástic, které působí jako bariéra proti prostupu vody. Pokud by se tato domněnka potvrdila, mohli bychom v poháru vidět nejen optický zázrak, ale i první historicky doložený příklad funkčního ochranného skla s antikorozní úpravou – vytvořený stovky let před objevením skla typu Pyrex.
Ztracené vědění: mohl být Lykurgův pohár jen špičkou technologického ledovce?
Až dosud se Lykurgův pohár zmiňuje převážně jako ojedinělý důkaz neznámých znalostí antického světa. Jenže stále více odborníků se přiklání k názoru, že takových předmětů mohlo existovat více, a že pohár je pouze jediným šťastně zachovaným svědkem ztraceného vědění. V kontextu dějin řemesel nelze opomíjet fakt, že východní Středomoří bylo ve 4. století nejen centrem křesťanské teologie, ale i místem, kde se potkávaly staré egyptské, řecké, syrské i perské technologické tradice. Mnohé z nich byly předávány pouze ústně, bez písemného záznamu, a často byly střeženy jako tajemství rodových dílen. Lykurgův pohár mohl být výsledkem jedné z takových tradic – technologického dědictví, které zaniklo spolu s osobami, jež ho ovládaly. Výroba opticky aktivního skla, kombinace technik diatreta, metalurgických příměsí a možná i znalostí z oblasti alchymie a astrologie – to vše mohlo sehrát roli při vzniku artefaktu, jehož komplexnost dodnes přesahuje naše očekávání o možnostech antického člověka. Pokud přijmeme hypotézu, že šlo o záměrnou práci, pak musíme připustit, že naše chápání „temných staletí“ pozdní antiky je nejen neúplné, ale možná i zásadně zkreslené.
„Lykurgův pohár vznikl v době vlády císaře Konstantina Velikého, kdy se křesťanství stávalo dominantním náboženstvím, ale antické pohanské motivy stále zůstávaly součástí římského dekorativního umění. Vyobrazení thráckého krále Lykurga, jak je omotán révou a potrestán Dionýsem, nebylo zvoleno náhodou – pravděpodobně neslo morální, politickou či dokonce teologickou symboliku. Co činí tento pohár výjimečným, není však pouze jeho motiv, nýbrž samotná povaha skla, z něhož byl vyroben. Při přímém osvětlení se pohár jeví jako zelený, ale při nasvícení zezadu se barva změní na tmavě rudou. Tento efekt zůstával po staletí záhadou, dokud ve 20. století elektronová mikroskopie neodhalila přítomnost nanočástic zlata a stříbra vložených do skla. Velikost, rozložení a rovnoměrnost těchto částic naznačovaly mimořádnou technickou dovednost. Neexistuje žádný dochovaný dokument z 4. století, který by podobné metody popisoval, přesto jsou výsledky nesporné. Někteří se domnívají, že šlo o náhodný důsledek pokusů a omylů, jiní tvrdí, že šlo o cíleně sledovaný a opakovatelný proces, který byl střežen cechy nebo rodinnými dílnami. Technologie nutná k dosažení takové konzistence při rozptýlení nanočástic by dnes vyžadovala řízené laboratorní podmínky. V případě Lykurgova poháru nebyl dosud nalezen žádný jiný objekt s tak výrazným dichroickým chováním, což z něj činí jedinečný exponát. Přesto antičtí autoři jako Plinius starší zmiňovali skla s neobvyklými barevnými vlastnostmi, což naznačuje, že daný jev byl pozorován, i když nebyl plně pochopen. Symbolika zobrazeného mýtu mohla být optickým efektem ještě umocněna – změna barvy tedy nemusela být pouze dekorativní, ale i významově záměrná. Při náboženských rituálech nebo císařských hostinách mohl moment, kdy se světlo změnilo a pohár zrůžověl, působit jako božský signál. Tvar a způsob vyřezávání poháru jsou rovněž nezvyklé; odborníci jej řadí mezi tzv. „klecové poháry“ (diatretum), jejichž výroba byla mimořádně náročná. Vnější mřížková struktura byla vyřezána ze stejného kusu skla jako vnitřní tělo, což znamená, že řemeslník musel odstranit sklo mezi oběma vrstvami s extrémní přesností. Sklo muselo být nesmírně stabilní, zvláště pokud v sobě obsahovalo kovové částice. Nedávné materiálové analýzy ukázaly, že tyto nanočástice nejsou rozptýleny náhodně, ale vytvářejí rovnoměrné shluky – znak inženýrsky navržených nanomateriálů. Toto seskupování vytváří specifické optické vlastnosti, včetně plasmonické rezonance, která způsobuje dramatické změny barvy. Není známo, jak Římané tohoto jevu dosáhli – žádné návody ani receptury se nedochovaly. Někteří badatelé se domnívají, že alchymistické texty z Alexandrie či Antiochie mohly podobné techniky naznačovat, byť zakódovaně. Je možné, že techniky byly předávány pouze ústně a během náboženských represí nebo společenských otřesů zanikly. Pohár tak zůstává pomníkem toho, co lidstvo mohlo vědět – a zapomnělo. V rukou císaře nebo kněze mohl Lykurgův pohár působit jako zázrak. V rukou moderní vědy je hádankou – jedinečným artefaktem propojujícím známé s neznámým. Jeho samotná existence zpochybňuje představu lineárního technologického pokroku a připomíná nám, že lidská tvořivost má hluboké a často skryté kořeny,“ uvádí ve své knižní publikaci, v redakčním překladu a přepisu originálu Joseph Thomas Rossettie: [Lykurgův pohár], iUniverse 2000.
Co všechno jsme zapomněli? Lykurgův pohár jako zrcadlo ztracených epoch
Lykurgův pohár je víc než jen důkaz mimořádného umění římských sklářů – je výzvou naší představivosti. Připomíná nám, že lidská historie není lineárním tahem kupředu, ale spíše spletitou spirálou plnou ztracených znalostí, které někdy jen náhodou zůstanou zachovány. Kdyby se tento jediný pohár nerozbil ani neztratil v ruinách římských vil, možná bychom o dávných technologiích nevěděli zhola nic. Není to jen náhoda, že právě pohár, nádoba spojená s rituály, mocí a symbolikou, je tím, co přežilo. Jaké další „skleněné zázraky“ mohly existovat a zanikly bez stopy?
Co činí tento artefakt tak mimořádným, není jen jeho chemické či fyzikální složení, ale skutečnost, že zpochybňuje náš pohled na vývoj vědy. Možná nejsme první civilizací, která se dotkla hranic neviditelného. Možná již ve starověku existoval jazyk materiálů, který neznáme, ale který měl své vlastní zákony, pojmy a vztahy – zapsané ne do knih, ale do struktur skla, kovu a světla. V době, kdy se naše společnost žene za technologickou dokonalostí, stojí tisíc šest set let starý artefakt jako memento pokory a důkaz toho, že poznání může být hlubší, než naše vědecké metody připouštějí.
Pohár, který mění barvu, není jen kuriozitou – je otázkou. Otázkou, co všechno jsme z dějin vymazali, co bylo považováno za bezcenné, magické, nebo nepochopitelné. Každý jeho detail nás vyzývá, abychom nevěřili pouze v pokrok, ale i v kontinuitu a hloubku lidského génia.
Pokud byl Lykurgův pohár běžnou součástí většího celku – pak jsme možná ztratili celou kapitolu lidského poznání. A právě to z něj činí jeden z nejzáhadnějších a nejcennějších objektů starověku.
