Každé malé dítě ví, že sněhová vločka má šest ramen, která se dále komplikovaně a souměrně větví. A že žádné dvě vločky nejsou stejné. V roce 1865, kdy se narodil Wilson Bentley, se nic takového na školách neučilo. Sníh byl neurčitá homogenní věc, která padá z nebe podobně jako déšť. Jestli někoho předtím napadlo dát sněhovou vločku pod mikroskop, moc se o tom nešířil. Mladík z amerického Vermontu pohled celého světa na sněhové vločky navždy změnil.
Galerie: Jak fotoamatér Alexej Kljatov fotí sněhové vločky
S dnešní technikou už není pořizování křišťálově čistých snímků ledových krystalů takový problém. Podívejte se, co dokázal mladý ruský fotograf vyfotit levným kompaktem a obráceným starým objektivem. O to více možná překvapí, jakých úspěchů dosáhl už před více než sto lety jiný fotoamatér, Wilson „Sněhová vločka“ Bentley.
Vlevo přibližně sto let stará fotka od Wilsona Bentleyho, vpravo moderní fotografie z roku 2011 Alexe Kljatova. V obou případech jde o podobnou strukturu krystalu (segmentovaná šestihranná destička s hvězdicovým zakončením), v detailech se pochopitelně liší.
Mikroskop na farmě
Městečko Jericho ve státě Vermont, USA. Dnes má asi pět tisíc obyvatel.
Se sněhem pojilo malého Wilsona už místo, kde se narodil. Farma jeho rodičů ležela v takzvaném „sněžném pásu“ Spojených států, ročně zde napadaly až tři metry sněhu. Nebylo proto neobvyklé zůstat „zasněžený“, odříznutý od světa, zvláště v odlehlejších oblastech. Wilson proto značnou část dětství do školy nechodil, základní vzdělání mu předala především matka. „Všechno, co jsem dokázal, nebo ještě dokážu, za to všechno vděčím jí,“ vzpomíná šedesátiletý Bentley v rozhovoru z roku 1925. „Byla vystudovanou učitelkou a vtiskla mi lásku ke vzdělání a vznešeným cílům v životě.“
Na farmě měla paní Bentleyová sady encyklopedií a ještě před ukončením základní školy je mladý Wilson všechny přečetl. A pak tam byl onen mikroskop, pozůstatek matčiny učitelské kariéry. Koupila jej před tím, než poznala pana Bentleyho staršího a přestěhovala se na farmu. Zatímco si ostatní kluci hráli s praky, Wilson zkoumal pod mikroskopem vše, co měl po ruce - peříčka, rostliny, kamínky, kapky vody. Ale nejvíce mu uhranuly sněhové vločky.
Skrytá ledová krása„Pod mikroskopem jsem objevil krásu sněhových vloček. Přišlo mi líto, že ta krása zůstává před lidmi skryta. Každý krystal byl mistrovským dílem, a když vločka roztála, jedinečný obrazec navždy zmizel. Nádhera beze stopy zmizela. Wilson Bentley v rozhovoru pro |
„Farmáři se obvykle zimy děsí, ale pro mě bylo období mezí říjnem a květnem pokaždé neuvěřitelně šťastné,“ říká Bentley. „Pod mikroskopem jsem objevil zázračnou krásu sněhových vloček.“ Bylo mu líto, že tato nádhera zůstává většině lidí skryta. „Každý krystal byl mistrovským dílem, žádný vzor se neopakoval dvakrát. A když vločka roztála, obrazec navždy zmizel. Tolik krásy se ztratí, úplně beze stopy.“ Bentley se rozhodl, že se o tu stopu pokusí. Od té chvíle až do jeho smrti jej sněhové vločky již neopustily.
Závod s časem, počasím, trpělivostí a fyzikou
Patnáctiletý mladík začal pátrat po tom, jak skrytou krásu ledových krystalů odhalit širšímu publiku. Kresby, které do té doby sloužily k zachycení sněhových vloček, mu nepřišly jako důstojné řešení, navíc se mu prý příliš nedařily. Posoudit to nemůžeme, žádná z jeho časných kreseb se zřejmě nedochovala.
Galerie sněhových vloček |
Kůlna, ve které kresby vznikaly, nebyla vytápěná a mrzlo v ní stejně jako venku, ale i tak měl Wilson necelých pět minut na zachycení komplikované a jemné struktury, kterou viděl pod mikroskopem. S výsledky nebyl spokojen, neodrážely kouzelnou křehkost.
Wilson toužil po fotoaparátu. Četl o možnostech začínajícího oboru mikrofotografie a tušil, že by mohl na negativ zachytit, jak sněhová vločka skutečně vypadá. Do té doby se to nikomu nepodařilo. Přemluvil matku (a ta později jeho otce) a k sedmnáctým narozeninám dostal jeden z prvních veřejně dostupných fotoaparátů. Stál tehdy 100 dolarů, což odpovídalo přibližně dvouměsíční průměrné mzdě.
Wilson Bentley se svou soupravou na mikrofotografické zachycení ledových krystalů. Vydržela mu od jeho 17. narozenin až do smrti.
„Umíte si představit, nebo spíš neumíte, jak se mému otci farmáři příčilo utrácet takové peníze za takovou klukovinu,“ vypráví Bentley. Zdůrazňuje, že farmu kvůli svému koníčku nezanedbával. Přes rok odvedl dost práce, i po otcově smrti, kdy farmu s bratrem převzal a rozšířil. Ale zimy věnoval výhradně sněhovým vločkám.
„Nikdy nezapomenu na to zklamání, které provázelo moje první neúspěšné pokusy,“ svěřil se reportérce Bentley. „Stál jsem tam se svým drahým vybavením, které jsem dostal s velkými výhradami. Byl jsem si jistý, že by se s tím fotoaparátem daly dokázat nádherné věci. Jedno selhání následovalo druhé. Nedokázal jsem pořídit nic než matný obrys, tak nejasný, že byl prakticky bezcenný.“ Na farmě nebyl nikdo, kdo by mu poradil ohledně optiky a fyziky. Zima odešla a Bentley neměl nic. „Měl jsem zlomené srdce. Ale přišla další zima a já to zkusil znovu. A znovu.“
„Ten den, kdy jsem poprvé pořídil dobrou fotografii sněhové vločky, jsem málem klesl na kolena vedle svého fotografického vybavení. Věděl jsem, že to, po čem jsem léta snil, je možné. Byla to nejkrásnější chvíle mého života.“ Wilson Bentley o svém prvním úspěchu v roce 1885 |
Trvalo další tři roky, než se Wilsonovi po nesčetných pokusech a omylech konečně podařilo zachytit sněhovou vločku. „Je to jemná věc, ale těžko to můžu nazvat těžkou prací,“ píše Bentley pro magazín Popular Mechanics v roce 1922. Vše se musí odehrávat v naprosté zimě. Konkrétní teplota záleží na dalších proměnných, jakými jsou vlhkost, rychlost větru nebo struktura daného krystalu.“
Vločky snášející se z nebe chytal Wilson na dřevěnou černou tabulku, opatrně je prohlédl a pokud mezi zachycenými krystaly viděl nějaký, který stál za pozornost (například nebyl polámaný), přenesl jej dřívkem na sklíčko. Tyto slibné modelky prohlédl pod menším mikroskopem, a pokud se ukázalo, že vyhovují: „Pak musí fotograf jednat rychle a dávat pozor, aby na vzorek nedýchl,“ popisuje Bentley. Pírkem poupraví umístění vločky na sklíčku a umístí jej pod mikroskop s fotoaparátem.“ Po celou tuto dobu měl na sobě silné rukavice podobné chňapkám. Nejen kvůli zdraví, ale i proto, aby omezil vliv tepla, které z těla vyzařuje.
Sněhové vločky různých typů a tvarů
Bentley zásadně využíval jen přirozené světlo. Objektivy mikroskopu (či jejich kombinace) umožňovaly zvětšení 64x až 3 600x, se stoupajícím zvětšením se také zvyšovala expoziční doba. Bentley uvádí, že orientačně šlo o 8 až 100 sekund. Za tu dobu krystaly mohou nejen mírně roztát, ale také se rovnou vypařit (sublimovat). Aby to omezil, obklopil často vločku několika dalšími krystaly, které udržovaly „mikro-lokální“ teplotu na stálejší úrovni.
Cesta sněhových vloček z farmy na univerzitu
Cesta sněhových vloček na přední stránky časopisů byla podobná cestě začínajících modelek. Zprvu šlo o občasné místní úspěchy, ale během několika let už prodával Bentley fotografie magazínům, novinám, soukromým sběratelům, muzeím i vydavatelům. Zájem měli i prodejci šperků, kteří používali snímky jako inspiraci i dekoraci.
Je každá vločka opravdu zcela unikátní?Pokud počítáme ty jednoduché krystaly podobající se hranolu, tak jistě ne, rozhodně nejsou unikátnější než třeba zrnka soli. Ale pokud se ale podíváme na složitější krystaly, tedy ty, které světu představil právě Bentley, dává statistika za pravdu lidovému rčení, které on sám prosadil. Najít naprosto identické komplexní krystaly je prakticky vyloučené, podobně jako najít totožné otisky prstu. |
Farmář, který odhaluje okem nepostřehnutelnou krásu sněhu a pomocí bezmála záhadného přístroje ji odhaluje světu, byl nejen lokální senzací. Cesta mezi vědce trvala nestudovanému nadšenci přeci jen déle. „Jako první si mě skutečně všiml profesor Perkins z University of Vermont. Viděl několik mých fotografií, použil je při svých přednáškách a v roce 1898 mi pomohl napsat můj první vědecký článek,“ vzpomíná Bentley. Od té doby napsal řadu odborných i populárně naučných publikací a statí, v USA i v Evropě.
Vědecké uznání je jedna věc, ale s finančním úspěchem spojeno být nemusí. A v tomto případě skutečně nebylo. Bentley sice prodával své fotografie, nikdo neuměl vyfotit sněhové vločky tak jako on, vlastně se o to dlouhá léta nikdo jiný ani nepokusil, ale bohatství mu to nepřineslo. „Pokud ovšem nepočítáte mé uspokojení z toho, co dělám. Z toho pohledu jsem nejbohatší člověk na světě.“ Je prý spokojen s tím, že slouží „Velkému Umělci“ tím, že zachycuje prchavou krásu, která by jinak zůstala skryta.
Bentleyho studie „mezi sněhovými vločkami“ vyšla v roce 1902 v časopise Monthly Weather Review. Na základě nasbíraných dat (v zimě 1901 - 1902) se zde Bentley pokouší odvodit vliv teploty a větru na výsledný tvar sněhových vloček.
Je hledání krásy sněhových vloček vědecké?
Nějakou dobu byl Bentley jediný, kdo sněhové vločky fotografoval. V roce 1892 si však německý meteorolog Gustav Hellmann najal fotografa Richarda Neuhausse, aby pro jeho knihu nafotil podobné obrázky vloček. Po mnoha pokusech společně zjistili, že nádherné vločky, které prezentuje Bentley, zkrátka nejsou tak úplně reprezentativním zastoupením sněhových vloček obecně. Naopak, v naprosté většině jsou krystaly padající z nebe spíše nepravidelné, polámané a vůbec neodpovídají těm dokonalým křehkým kráskám, které prezentuje americký nadšenec.
Gustav Hellmann (1854–1939) prezentoval mikrofotografie sněhových krystalů, které byly detailní, ale místo dokonalé symetrie prezentovaly nepravidelnosti sněhových vloček.
„Našli úplně jiný obraz. Nejsou to elegantní krystaly, které fotí Bentley. Jsou to podivné, zkroucené, obvykle polámané vločky,“ popisuje Latif Nasser v reportáži NPR. „Představte si, že nějaký mimozemšťan zatím vždycky viděl jen retušované fotky lidí v módních magazínech a najednou mu ukázali album náhodných rodinných fotek. Řekl by si: Ti lidé jsou nějací křiví, divní, nesymetričtí.“
Začala tak kontroverze, která se s přestávkami táhla následující desetiletí Bentleyho kariéry a hodně vypovídá o různých chápáních slova „věda“. Hellmann a Neuhauss totiž osočili Benlteyho z „nevědeckého přístupu“. Ukázalo se, že jeho snímky nejsou reprezentativní a dávají o sněhových vločkách představu, která neodpovídá realitě. Bentley navíc každý negativ pečlivě „oškrábal“, aby tvar vločky vynikl na černém pozadí. Dnes bychom zřejmě řekli, že manipuloval obrazový materiál nad rámec nutných úprav. Někdy podle Hellmanna „použil (Bentley) svůj nůž nejen k tomu, aby dal vyniknout existujícím strukturám, ale také nožem zasáhl hluboko do obrazu, a vytvořil tak nové, v původním obrazu neexistující, prvky.“
Bentley se proti kritice opakovaně ohradil. Podle něj je v pořádku vybrat ty nejzajímavější sněhové vločky a udělat vše pro to, aby byly prezentovány tak, aby co nejlépe vynikla jejich symetrie a krása. Proč byste fotografovali polámanou vločku, když můžete najít celou?
Novodobí lovci vločekProfesor fyziky je více než nadšeným pokračovatelem Wilsona Bentleyho. Na stránkách SnowCrystals.com, které udržuje Kenneth Libbrecht, najdete prakticky vše, co lze o sněhových vločkách zjistit, od historie výzkumu přes kategorizaci vloček až po fyzikální zákulisí tvorby vloček umělých. Není ve své chladné vášni zdaleka sám. Principy růstu sněhových vloček kupříkladu shrnuje ve své studii Jon Nelson (PDF) a Tim Garret zase pracuje na fotografickém zachycení vloček superrychlou kamerou během jejich pádu. |
Svým způsobem šlo o souboj dvou různých přístupů ke studování světa. Wilson Bentley navazoval na své předchůdce (např. Kepler nebo Descartes), kteří už od 16. století zkoumali sněhové vločky a zakreslovali jejich idealizovaný, symetrický tvar. Bentley umožnil díky pečlivě vycizelované fotografii zachytit stejnou symetrii, samozřejmě mnohem realističtěji, ale stále z pohledu jistého idealismu. Hellmann naopak přistupoval k vločkám spíše statisticky: nekladl si za cíl najít dokonalou vločku, ale pouze popsat, jak vločky skutečně vypadají.
Bentleyho dobová obhajoba (1918) nezní z dnešního pohledu právě vědecky: „Oceňuji a uznávám přínos dr. Hellmanna meteorologii i poznání vůbec, ale v žádném případě nesympatizuji s jeho perverzním, ultravědeckým pohledem, že by měly být prezentovány fotografie tak, jak se vynořily z ustalovače, s veškerými vadami, prachem, cizími částečkami a dalšími zkresleními. Skutečný vědec především chce zachytit Přírodu tak věrně, jak to jen jde, a pokud tomu retuš napomůže, pak je zcela opodstatněná.“ Debata obou výzkumníků nicméně napomohla větší transparenci a zřejmě i přitáhla vyšší pozornost k celému oboru. V tomto ohledu Bentley pro popularizaci nepochybně udělal více než kdokoli jiný.
Dnes víme, jak sněhové vločky rostou v laboratoři. Víme proto, že „teoretická dokonalá vločka“, za kterou se Bentley hnal, skutečně existuje a za ideálních podmínek ji lze spolehlivě vypěstovat. (SnowCrystals.com)
„Sněhová Vločka“
Přestože cesta samouka z vermontské farmy mezi univerzitně vzdělané meteorology byla spletitá a ne každý jej coby vědce respektoval, Bentleyho zásluhy nikdo nepopíral. Ve 20. století se mu dařilo i na poli naučných publikací, jeho kniha Snow Crystals z roku 1931 se prodává dodnes.
Samotný Bentley mluvil o sněhových krystalech jako o živých bytostech. Ostatně dnes víme, že vločka při pádu vlastně tak trochu žije svým životem. Zvětšuje se, zmenšuje, roste, taje, sublimuje, nikdy není stabilní. „Vločky, které jsou blízko u sebe, rostou ve směru k sousedovi rychleji,“ ukazoval během rozhovoru reportérce, která s ním na chvíli mrzla v jeho laboratoři. „Je to, jako kdyby k sobě natahovaly ruce a snažily se navzájem dotknout.“
„Dendrite Star“ - jeden ze sedmi základních tvarů vločky podle Bentleyho
Bentley si vedl přepečlivý deník s meteorologickými detaily. Kromě sněhu zaznamenával pomocí důmyslné metody i velikost kapek deště. Teprve po druhé světové válce jej v tomto směru dohnal hlavní proud meteorologie, ale toho už se Wilson „Sněhová vločka“ Bentley nedožil.
Sedmého prosince roku 1931 zapsal do svého meteorologického deníku poslední zápis. „Odpoledne studený severní vítr. Sníh poletuje.“ Sněhovou vánicí šel tehdy nedostatečně oblečený Bentley několik mil. Onemocněl, dostal zápal plic a dva týdny nato zemřel na rodné farmě ve Vermontu . Bylo 23. prosince, těsně před Vánocemi.
Místní noviny potvrdily, že sousedé si svého „vědce-podivína“ vážili. „Velkým lidem se daří v tichém koutě, tam, kde bychom to nečekali. Wilson Bentley byl příkladem génia, který vynikal svou schopností vidět. Spatřil ve sněhových vločkách něco, co nikdo jiný neviděl. Ne proto, že by to ostatní vidět nemohli, ale proto, že jen on se díval s trpělivostí a pochopením.“
V den, kdy byl Wilson Bentley pohřben, jemně sněžilo.
Aktualizace: Do článku jsme doplnili animaci sněhové vločky z laboratoře.
