Světelné prostředí a jeho vliv na společnost v průběhu historie

„… Zeptejte se, jak dlouho byste museli pracovat, abyste si vydělali na hodinu světla pro čtení – řekněme hodinu svícení osmnáctiwattové kompaktní zářivky. Dnes to bude znamenat méně než půl sekundy vaší pracovní doby – pokud tedy máte průměrnou mzdu, je to půl vteřiny práce na hodinu světla. V roce 1950 s klasickou žárovkou a tehdejší mzdou byste pro stejné množství světla museli pracovat po dobu osmi sekund. Kdybyste používali petrolejové lampy v roce 1880, museli byste pracovat asi patnáct minut. Lojová svíce v roce 1800 znamenala více než šest hodin práce. A získat tolik světla z lampy na sezamový olej v Babyloně v roce 1750 před naším letopočtem by mělo cenu víc než padesát hodin práce...“ Matt Ridley [1]

V posledních několika stoletích nastaly zásadní změny v našem životním stylu. Rychlý rozvoj techniky a technologií ovlivnil i světelné prostředí, ve kterém žijeme. Má tato proměna vliv na naši společnost? Pro možnost komplexně posoudit rozsah a dosah změn, které v našem světelném prostředí proběhly, mapuje tento příspěvek vztah člověka ke světlu v různých historických etapách. Sleduje dopady na životní styl a kvalitu života člověka.

Obr. 1. Proměna světelného prostředí v průběhu času; ilustrace předpokládané typické hladiny osvětlenosti, ve které se běžný člověk pohyboval; záznam pěti dnů (5krát 24 h) [2]

Před začátkem historie

Vědci předpokládají, že oko, jak je známo dnes, se vyvinulo před přibližně 500 miliony let. Původně jednoduchý na světlo citlivý senzor, který v těle prvních obratlovců zajišťoval koordinaci vnitřních procesů s denními a sezonními rytmy v přírodě, se během historicky krátké doby méně než 100 milionů let přeměnil v opticky a neurologicky vyspělý zrakový orgán, výborně adaptovaný pro život v pozemských světelných podmínkách [3].

Před 10 tisíci lety – končící paleolit a jeskynní lidé

Lovci a sběrači konce paleolitu žili zcela v rytmu přírody. Pobývali celý den v exteriéru a plně využívali čas, kdy bylo dostupné denní světlo. Do temna jeskyně či do zbudovaného krytu se uchylovali pouze v noci k bezpečnějšímu spánku, popř. pro ochranu před nepříznivým počasím či predátory.

Osvětlení po západu slunce v této době zajišťovaly dřevěné louče, otevřená ohniště nebo kamenné kahany s živočišným tukem. Tyto světelné zdroje byly díky velké přizpůsobivosti lidského oka dostatečné pro základní prostorovou orientaci a jednoduché úkony v jejich nejbližším okolí [4].

Obr. 2. Prehistorické vápencové nebo pískovcové miskové lampy s držátkem byly určeny ke spalování živočišného tuku pro osvětlení [4]

Aktivita člověka byla proto výrazně ovlivněna nejen denními, ale i sezónními změnami v dostupnosti denního světla [5]. Silný vztah k pohybu Slunce, střídání světla a tmy během dne i ročních období se odrazily v nejstarších dochovaných stavbách jako Stonehenge, egyptské nebo mayské pyramidy z období dva až tři tisíce let před naším letopočtem [6]. Hlavním principem těchto konstrukcí je znalost pohybu Slunce po obloze a určení slunovratu. Je však pravděpodobné, že se sezonnost promítala také do biologických funkcí – uvedený jev, např. střídání období s vyšší a nižší plodností, se dodnes odráží u izolovaných přírodních národů [7].

Před tisíci lety – středověká vesnice, světlo a čas

Také život středověké společnosti byl rytmizován pohybem slunce po obloze. Venkovský způsob života, nedostupnost umělého osvětlení a nízká produktivita práce na poli vyžadovaly co největší využití času za denního světla, pracovalo se „od slunka (východu) do slunka (západu)“. Rytmus střídání dne a noci, zimy a léta byl hlavním odrazem plynoucího času.

Sluneční hodiny, nejrozšířenější časomíra té doby, zprostředkovaly pro zemědělskou společnost podstatnou informaci: kolik času zbývá do západu slunce. Nově se objevilo pokrokové měření času mechanickými hodinami. Ciferník jednoho z nejstarších mechanických strojů měřících čas, pražského Staroměstského orloje z 15. století, dokládá zásadní význam dostupnosti denního světla pro život středověkého člověka.

Na astronomickém číselníku orloje lze odečítat čas v několika systémech užívaných ve středověku. Dva z nich udávají pro stále ještě zemědělskou společnost středověku rozhodující informaci – jak dlouho ještě bude denní světlo. Právě skutečnost, že tato informace chyběla, byla jednou z překážek obecného přijetí tzv. mechanického (staroněmeckého) času, který byl na orloj doplněn až dodatečně. Ten se již blíží současnému způsobu měření času [8].

Obr. 3. Astronomický číselník Staroměstského orloje ukazuje čas (pozici Slunce)
v několika systémech [8]:
A) „Babylonský čas“, nejstarší systém; měří pouze čas od východu do západu slunce; délka „světlé části“ dne i délka hodiny (tj. 1/12 dne) se tak v průběhu roku mění; hodina v létě může trvat až 80 (současných) min, zatímco v zimě pouhých 40 min 
B) Staročeský čas (nejvíce rozšířený v době vzniku orloje): začátek dne v okamžiku západu slunce, tj. v Praze 18:08 ± 2:06 současného středoevropského času
C) Středoevropský (staroněmecký) čas: den začíná půlnocí, nejbližší současnému způsobu měření času, doplněn na orloj dodatečně

Ani středověká společnost nenalezla ekonomicky dostupný zdroj pro dostatečné osvětlení po západu slunce. Svíce ze včelího vosku byly dostupné pouze pro bohaté rodiny a církev. V chudších vrstvách byly využívány spíše louče a lojové nebo olejové lampy. Otevřený oheň v dřevěných objektech představoval velké riziko požárů. Kvalitní světlo v noci bylo tedy luxusem. Kdo si mohl dovolit svítit, měl k dispozici více času, více času na různé činnosti znamenalo potenciálně větší moc. Ne náhodou později osvícenci (tj. vzdělanci) pojmenovali středověk jako temný.

Světlo mělo pro středověkého člověka rozměr nejen praktický. Bylo pro něj ochranou i před temnotou duchovní. Jak se asi cítil poutník žijící sám v jednoduchém, tmavém, většinou roubeném stavení [9], když vstoupil do prostoru gotické katedrály, ve které masivní kamenná zeď románského kostela ustoupila žebrové konstrukci a velká vitrážová okna pustila do interiéru proudy barevného světla. Jaký to musel být zázrak! Temnota noci, opak „božího dne“, byla vnímána jako nebezpečná a děsivá. Ve Francii se dochoval zákoník, podle kterého jsou zločiny spáchané pod rouškou noci postihovány podle speciálního, tvrdšího práva [10]. Rovněž další zmínky v historické literatuře, zachované fragmenty staveb, předměty denní potřeby i lingvistické stopy dobře ilustrují, jak zásadní postavení v životě středověkého člověka světlo zaujímalo. Bylo vnímáno jako důležitá, až mystická (boží) substance. Stopy těchto emocí lze najít i dnes – svíce se dodnes používají při slavnostních příležitostech, pojem „světec“ označuje vzor počestnosti a osvícení je synonymem dosažení duchovního probuzení.

Obr. 4. Srovnání interiéru gotické katedrály (katedrála sv. Víta, foto B. Polomová) a rekonstrukce středověké dymné jizby s typickými osvětlovacími a kouřovými otvory [9]

18. až 19. století – průmyslová revoluce a dělnická předměstí

Využití plynu ke svícení otevřelo možnost prodloužit aktivní den a celkově snížit závislost na dostupnosti denního světla. Svítiplyn zejména ve velkých instalacích i petrolej v domácnostech byly výrazně levnější a výkonnější než dříve používané svíce, olejové lampy atd. Plyn tak pomohl zajistit dostatečnou osvětlenost i v hloubce traktu velkých průmyslových hal, proto bylo možné prodloužit pracovní dobu ve výrobě (vícesměnný i 24hodinový provoz) a tím dosáhnout zvýšení produktivity. Pracovní den se již nepočítal od úsvitu do soumraku. Bez možnosti umělého osvětlení ve výrobě by byla průmyslová revoluce jen těžko představitelná.

Obr. 5 Replika středověké keramiky – jílový kahan pro spalování živočišného tuku nebo rostlinných olejů [11]

Průmyslová revoluce přivedla mnoho lidí z venkova do měst. Ta se rychle rozrůstala a brzy se přelila ven mimo svůj původní obvod. Na periferiích průmyslových měst, často v návaznosti na areály továren, překotně vyrůstala dělnická sídliště. Živelně vznikala zástavbou přehuštěná území s velmi nízkým hygienickým standardem. Převážná většina rodin dělníků žila v bytech buď s jedinou místností, nebo s kuchyní a pokojem. Byly to hluboké místnosti s jediným oknem, nezřídka místo do volného prostoru orientovaným na společnou pavlač anebo na malý dvorek [12]. Lidé z dělnických vrstev tak po celý den pobývali v nedostatečně prosvětlených prostorech továren a domovů. I přes využití plynového osvětlení nelze tehdejší světelné prostředí srovnat s nynějšími standardy.

Obr. 6. Stolní (svíti)plynová lampa, Sun Gas Lamp Co., USA, asi rok 1910 (vlevo); petrolejová lampa se skleněným cylindrem a zrcátkem (vpravo)

V kontrastu se světem dělníků se pro vyšší vrstvy společnosti stal pobyt v prostředí s dostatkem denního světla atributem společenského postavení. Domy bohatších lidí se začaly otevírat dennímu světlu velkými okny obytných místností, pokud možno orientovaných do otevřeného prostoru. Z bytů mizely těžké závěsy, které původně chránily před vyblednutím tmavý nábytek z orientálních dřev. Oblíbeným se stal světlý lakovaný nábytek, kterému nevadila přítomnost slunce. Rozšířila se móda lázeňských pobytů s „terapií světlem“ – v roce 1853 Arnold Rikli založil první lázeňský dům ve Švýcarských Alpách [15].

Obr. 7. Dělnická předměstí – půdorys pavlačového domu 308 v pražské Libni [13]

Bydlení na počátku 20. století

Přestože Edison představil žárovku již v roce 1881, instalovat rozvody elektřiny bylo nákladné a ještě ve 20. letech 20. století byla nezanedbatelná část městských domů a většina venkovských stavení bez elektřiny, a tedy bez elektrického světla. Ke svícení v běžných domácnostech se proto nejvíce využívaly petrolejové lampy, které nevyžadovaly žádnou speciální infrastrukturu. Petrolej
byl sice dražší než centrálně dodávaný svítiplyn, ale i tak nabízel zdroj světla dostupný i pro chudší obyvatele městské periferie.
„… vcházím do bytu, jediné nízké nepatrné místnosti, přeplněné zašlým nábytkem, lidmi, pachy všeho druhu ... ta strašná stěsnanost, pach petroleje, lihu, čadících kamen, plen, vaření, pach vsáklý do stěn … domov, jediná maličká místnost se zčernalými kouty, v níž se odbývá život tuctu lidí, v níž se vaří, pere, myje, spí, kde se skoro napořád ozývá dětský pláč a křik … jediná místnost s třemi okénky do ulice, z nichž jedno je zcela zakryto kredencí. Spoře osvětlená za dne, ještě ubožeji osvětlená za večerů mrkavou páchnoucí petrolejkou…“
Marcel Kabát, Ten kouzelný čas dětství [14]

I v domácnostech umožnilo umělé osvětlení vznik mnoha nových aktivit. Po večerech bylo možné si číst a vzdělávat se. Dostupnost umělého osvětlení tak mimo jiné přispěla ke zpřístupnění vyšších stupňů studia i příslušníkům středních a postupně i nižších vrstev. Velká potřeba nekvalifikované manuální pracovní síly stále umožňovala zaměstnání většiny obyvatel průmyslových aglomerací, postupně však vznikaly i pracovní příležitosti pro kvalifikované dělníky a techniky. Vzdělání se stalo prostředkem k získání fyzicky méně namáhavé a lépe placené práce.

Obr. 8. Myšlenka zdravého města formulovaná urbanisty v Athénské chartě [16] vyústila v monofunkční zóny rozvolněné zástavby v nově vznikajících obytných souborech na okraji měst; definovány byly vzájemné odstupy staveb a jejich orientace ke světovým stranám (ilustrační foto)

Řešení nízké kvality bydlení v dělnických čtvrtích se stalo politickým tématem konce 19. a první poloviny 20. století. Velké stavební zásahy, např. asanace pražského Josefova, byly zdůvodněny mj. právě nepřijatelnými hygienickými podmínkami. Města ve svých stavebních řádech stanovovala závazné odstupy mezi domy, vyjádřené poměrem šířky uličního prostoru a výšky zástavby. Požadavky na prosvětlení a proslunění z období meziválečného funkcionalismu [16] se promítly do legislativy, v podobě standardů a norem významně ovlivňovaly prostorové koncepty měst na několik dalších desetiletí.

Moderní města druhé poloviny 20. století

Dokončení elektrifikace v první třetině 20. století zásadně ovlivnilo způsob života celé společnosti. Elektrické osvětlení a ostatní technické systémy v budovách konečně dokázaly kontrolovat vnitřní prostředí tak, že lidé mohli komfortně trávit celý den uvnitř. Pohodlí nabízené v interiéru budov mělo vliv na pozvolné omezování času stráveného venku na denním světle. Levné a dostupné umělé osvětlení také odsunulo konec aktivního dne o několik hodin do noci. „Delší den“ umožnil vznik řady nových volnočasových aktivit. Také rekreační a sportovní činnosti, které se tradičně odehrávaly ve vnějších prostorech, se postupně přesunuly do interiérů s umělým osvětlením. Kvalitní a dostatečné umělé osvětlení se stalo běžnou, zcela samozřejmou součástí prostředí života člověka.

Obr. 9. Ústředním bodem běžného obývacího pokoje se v 70. letech 20. století stala televizní obrazovka, nový zdroj světla a informací (ilustrační foto)

Rozšířením účinného elektrického osvětlení se místo osvětlení pouze v místě činnosti prostor začal osvětlovat celkově. Lokální osvětlení je od té doby chápáno jen jako doplňkové. Zatímco u všech původních zdrojů šlo při konstruování svítidel o to, aby se jejich svítivost co nejvíce podpořila, zdroje elektrického světla měly tak vysoký jas, že jej bylo naopak třeba stínit a chránit tak oko před oslněním. Nové typy svítidel jsou proto opatřeny stínidly, sklem s matovanou nebo mléčnou úpravou.

Typickým světelným zdrojem v interiéru zůstala žárovka. Její měkké žlutavé světlo bylo svým spektrálním složením blízké ohni. V druhé polovině 20. století se vlivem nižší energetické náročnosti začaly používat zejména pro větší instalace v administrativních a výrobních prostorech trubicové zářivky. Jejich světlo bylo studenější, bližší dennímu světlu, avšak s velmi nízkým indexem podání barev. Zejména u prvních typů zářivek vznikalo nepříjemné míhání (poblikávání).

V průběhu 60. let se v domácnostech objevil nový zdroj světla – televizní obrazovka. Na přelomu 60. a 70. let zářila již ve většině obývacích pokojů. Sledování televize se stalo typickou večerní zábavou a hlavním zdrojem informací.

Obr. 10. Spektrální složení světla světelných zdrojů: horizontální osa – vlnová délka (nm), vertikální osa – relativní zastoupení vlnové délky; adaptováno z [2]

Shrnutí
Dostupnost světla ovlivňuje vývoj společnosti

Proměnlivost světelných podmínek je důležitá pro vnímání času. Omezená dostupnost světla, rytmus dne a noci i pravidelné střídání ročních období ještě v době středověku určovaly životní styl středověké společnosti. Čas byl vnímán cyklicky. Vše, co bylo pro člověka podstatné, patřilo do současnosti, anebo zcela mimo tento svět, do duchovních prostor. Lineární čas plynoucích dějin nebyl důležitý, způsob života prarodičů a pravnoučat se příliš nelišil.

Až dostupnější plynové osvětlení v době průmyslové revoluce narušilo vládu noční tmy. Byl narušen rytmus dne a noci i středověký rytmus cyklického roku. Umělé osvětlení prodloužilo aktivní dobu na úkor noci. Společnost se  mohla začít intenzivně rozvíjet. Cyklický čas se pomalu měnil ve spirálu stoupající k lepší budoucnosti. 

Rozvoj průmyslu a nové vědecké objevy 19. a 20. století přetvořily svět. Elektrické osvětlení umožnilo naprostou nezávislost lidské aktivity na denní době a v důsledku napomohlo rychlému rozvoji všeobecné vzdělanosti společnosti. Vnímání času se stalo lineárním. Historie začala být chápána jako neustálý proces zlepšování. Levné umělé osvětlení umožnilo společnosti stát se nepřetržitě aktivní a zcela se vymanit z rytmu přírody. 

Zrakové ústrojí současného člověka se však výrazně neliší od ústrojí jeho „jeskynního“ předka žijícího před deseti tisíci lety. Stejně jako před miliony let nebo v době kamenné jsou i dnes prostřednictvím střídání jasného světla ve dne a tmy v noci synchronizovány biologické procesy v těle.

Avšak současný životní styl člověka, vykonávané činnosti a světelné prostředí jsou velmi odlišné od těch, pro které se lidské zrakové ústrojí po tisíce let vyvíjelo. Čas, po který jsou lidé během dne vystaveni světlu o intenzitě srovnatelné s denním světlem, se vlivem umělého osvětlení výrazně změnil, a to jak v délce trvání, tak i v časovém rozložení v průběhu dne. Dostatek světla po západu slunce je brán jako samozřejmost. Tělo je však stále naladěno na původní, přírodní způsob života: střídání vysoké světelné intenzity ve dne a nepřítomnosti světla v noci.

Nedostatečný pobyt na denním světle spolu s vystavením organismu rušivému světlu v noci (televizní obrazovka, pouliční osvětlení, noční světlo v místnosti apod.) může mít za následek porušení
biologického rytmu organismu. Vnitřní biologické hodiny často postrádají signály nutné k synchronizaci s vnějším světem. Problémy se spánkem se stávají jednou z běžných tzv. civilizačních chorob.

Literatura:
[1] RIDLEY, Matt. The rational optimist: how prosperity evolves. New York: Harper Perennial, 2011. ISBN 978-006-1452-062.
[2] MAIEROVÁ, L. Světelné prostředí v budovách, nevizuální vnímání světla a inter-individuální rozdíly. Praha, 2015. Disertační práce. ČVUT v Praze.
[3] LAMB, Trevor D., Shaun P. COLLIN a Edward N. PUGH. Evolution of the vertebrate eye: opsins, photoreceptors, retina and eye cup. Nature Reviews Neuroscience. 2007, 8(12), 960–976. DOI:
10.1038/nrn2283. ISSN 1471-003x. Dostupné také z: http://www.nature.com/doifinder/10.1038/nrn2283
[4] BEAUNE, S. A. de a R. WHITE. Paleolithic lamps and their specialization: A hypohesis. Current Anthropology. 1987, 28(4), 569–577.
[5] WEHR, Thomas A. Photoperiodism in Humans and Other Primates: Evidence and Implications. Journal of Biological Rhythms. 2016, 16(4), 348–364. DOI: 10.1177/074873001129002060. ISSN0748-7304. Dostupné také z: http:// journals.sagepub.com/doi/10.1177/074873001129002060
[6] National Science Resources Center (U.S.). Measuring Time: Teacher´s guide. Science and Technology for Children Series. National Academies, 1994.
[7] FOSTER, Russell G. a Till ROENNEBERG. Human Responses to the Geophysical Daily, Annual and Lunar Cycles. Current Biology. 2008, 18(17), R784–R794. DOI: 10.1016/j.cub.2008.07.003. ISSN 09609822. Dostupné také z: http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0960982208008658
[8] ŠÍMA, Z. Staroměstský orloj – hi-tech 14. století [online]. nedatováno [cit. 2013-11-19]. Dostupné z: http://www.lhainz.cz/staromestsky-orloj/
[9] ŠKABRADA, J. Lidové stavby, architektura českého venkova. Argo, 2005. ISBN 80-7203-082.
[10] LE GOFF, Jacques. Kultura středověké Evropy. Praha: Odeon, 1991. ISBN 80-207-0206-7.
[11] CURIAVITKOV. Technická keramika [online]. nedatováno [cit. 2015-4-10]. Dostupné z: http://www.curiavitkov.cz/prace81.html
[12] HOLUBEC, Stanislav. Lidé periferie: sociální postavení a každodennost pražského dělnictva v meziválečné době. Plzeň: Západočeská univerzita v Plzni, 2009. ISBN 978-80-7043-834-3.
[13] ROBEK, A., M. MORAVCOVÁ a J. ŠŤASTNÁ. Stará dělnická Praha, život a kultura pražských dělníků 1848–1939. Praha: Academia, 1981.
[14] KABÁT, M. Ten kouzelný čas dětství. Praha:Melantrich, 1974.
[15] SCHOOF, J. Daylight as a driving force for urban transformation. Daylight & Architecture, Velux. 19. 2013. ISSN 1901-0982.
[16] Congress Internationaux d‘Architecture moderne (CIAM). La Charte d‘Athenes or The Athens Charter. 1933. Trans J. Tyrwhitt. Paris, France. The Library of the Graduate School of Design, Harvard University, 1946.

---

Vyšlo v časopise Světlo č. 1/2018 na straně 30.
Tištěná verze – objednejte si předplatné: pro ČR zde, pro SR zde.
Elektronická verze vyšlých časopisů zde.