6 stycznia roku 1851, o godzinie drugiej w nocy, w piwnicy swego domu na rive gauche pewien skromny człowiek doprowadził do szczęśliwego końca eksperyment, nad którym pracował od dawna, praktycznie w tajemnicy. Nie dlatego, że chciał swoje badania naukowe kryć przed światem, wręcz przeciwinie, ale po części dlatego, że nie był naukowcem. Konkretnie: nie był dyplomowanym, licencjonowanym naukowcem. Ba, nie ukończył nawet studiów wyższych. Był nieśmiałym, chorowitym człowiekiem, którym przez całe życie opiekowała się matka. Był marnym uczniem i genialnym wynalazcą. Opowieść o nim to opowieść o tym, że nie trzeba mieć dyplomów ani punktów za publikacje, by być uczonym.

6 stycznia roku 1851 Léon Foucault, bo o nim mowa, dokonał czegoś, co spędzało sen z oczu uczonym od czasów niepamiętnych: udowodnił ruch obrotowy Ziemi. Zjawisko to było przeczuwane, a nawet opisywane, już przez starożytnych, niemniej na wiele stuleci zwyciężyła arystotelesowsko-ptolemejska koncepcja Ziemi jako nieruchomego środka Wszechświata. I o ile heliocentryzm zdołał się w końcu, choć nie bez trudności, przebić do naukowego głównego nurtu, a nawet powszechnej świadomości jako poprawny opis rzeczywistości* (choć jeszcze sto lat po publikacji De revolutionibus Kopernika popieranie tej teorii mogło ściągnąć na uczonego spore kłopoty), o tyle udowodnienie ruchu samej Ziemi wokół własnej osi okazało się znacznie większym wyzwaniem. Ruch obrotowy intrygował największych: Galileusza, Kartezjusza, Newtona, a znacznie później Gaussa czy Laplace’a, żaden jednak nie zdołał wymyślić dowodu na to, co wszyscy przeczuwali**. Co ciekawe, ten pierwszy poczynił pierwsze obserwacje związane z wahadłem (większość prób dowodowych obejmowała spadanie ciał), ale nie wyciągnął z nich odpowiednich wniosków, a nawet poprawnie nie opisał (to się zdarza, np. zjawisko promieniotwórczości zostało zauważona przypadkowo na kilkadziesiąt lat przed odkryciem dokonanym przez Becquerela, ale odkrywca nie zainteresował się swoją obserwacją; o tym kiedyś indziej). Z kolei uczeń Galileusza, Vincenzo Viviani, opisał prawidłowo odchylenia swobodnych wahadeł, ale również nie wyciągnął wniosków. Jego pracę na ten temat odkryto dopiero po prezentacji wahadła Foucaulta.

Sam Foucault nie był wcale od wczesnej młodości opętany ideą, że dokona jakiegoś wielkiego odkrycia. Ambitna matka, wychowująca go samotnie po śmierci ojca, wydawcy, zapisała go najpierw do jednego z najlepszych paryskich liceów, a następnie posłała na studia medyczne – w szkole bowiem, gdzie chłopiec osiągnięcia miał marne, tym, co zwracało uwagę nauczycieli, były niezwykłe zdolności manualne i precyzja, cechy niewątpliwie pożądane u chirurga. Medycyna jednak okazała się nie dla Léona: nie dość, że mdlał na widok krwi, to jeszcze widok chorych wpędzał go w melancholię. Zrezygnował więc ze studiów na rzecz udoskonalania przyrządów medycznych, zwłaszcza mikroskopów. I przez długi czas wydawało sie, że to optyka będzie jego głównym powołaniem: współpracował z wczesnymi fotografami, projektował oświetlenie sceniczne, ulepszał soczewki mikroskopów, interesował się czysto naukowo zjawiskiem polaryzacji światła, promieniowaniem podczerwonym, widzeniem dwuocznym; był pionierem teorii falowej światła. Zajmował się też elektrycznością i w zasadzie został fizykiem bez dyplomu.

Nie miał łatwego charakteru; dziś zapewne zostałoby u niego zdiagnozowane spektrum autyzmu. Uchodził za człowieka cichego, a jednocześnie aroganckiego w przekonaniu o wadze własnych wynalazków i odkryć. Absolwenci znakomitych technicznych uczelni francuskich (spadku pierwszego cesarstwa) spoglądali na niego z góry, niemniej nie był całkiem niedoceniany: w 1845 roku został redaktorem działu nauki jednego z najbardziej wpływowych czasopism „Journal des débats”, co w praktyce oznaczało bycie głównym popularyzatorem nauki we Francji. I jakkolwiek popularyzatorem okazał się wybitnym, na tym polu też dał się poznać jego temperament. Foucault miał wyrobione zdanie na temat wielu teorii i nie bał się ich krytykować, podobnie jak ich autorów, na łamach dziennika, co oczywiście nie przysparzało mu popularności w środowiskach naukowych. Jakże to bowiem, by pracownik techniczny, bo tym de facto Foucault był, krytykował uczonych z doktoratami?

A zatem 6 stycznia 1851 roku Foucault miał się czego bać. Wiedział już, że jego dowód jest rozstrzygający. Wiedział to po prawdzie od trzech dni, bo pierwsze udane doświadczenie z wahadłem przeprowadził trzy dni wcześniej, tylko że skomplikowana machineria rozpadła się, więc Foucault najpierw zajął się jej naprawą. (Pół wieku wcześniej podobna sytuacja zatrzymała rozwój łodzi podwodnych, ale o tym też innym razem). Obawiał się natomiast oznajmienia tego wszystkiego światu naukowemu. Na szczęście zyskał wsparcie persony niezwykle wpływowej: dyrektora paryskiego Obserwatorium Astronomicznego, François Arago – człowieka, który w 1805 roku wyznaczył „południk paryski”, który miał być zerowym, ale wyparło go Greenwich.

Akurat Arago był od dawna nastawiony pozytywnie do Foucaulta, który asystował wiekowemu uczonemu przy kilku przedsięwzięciach związanych z fotografią (wykonali pierwsze zdjęcie Słońca) oraz pomiarami prędkości światła. I to właśnie Arago zgodził się, by w największej sali Obserwatorium, tej samej Auli Cassiniego, w której on sam prawie pół wieku wcześniej pracował nad wyznaczeniem południka, odbył się publiczny pokaz wahadła. A nie było to proste, bo mechanizm wahadła, umożliwiający mu swobodny ruch, był jednocześniej delikatny, ciężki i skomplikowany w montażu – a trzeba go było zainstalować w otworze nad salą. Na dodatek dla pokazu publicznego perfekcjonista Foucault zamówił specjalne, precyzyjnie wykonane przez starannie wybranego rzemieślnika części – tu nic nie mogło być pozostawione przypadkowi.

Vous êtes invités à venir voir tourner la Terre !

Takie słowa – Zapraszam do obejrzenia, że Ziemia się kręci! z podaniem Sali Cassiniego jako miejsca i godzinami (piętnasta-siedemnasta) – napisał Foucault w liściku wysłanym 2 lutego 1851 roku do naukowców. Miał na tyle instynktu samozachowawczego, że do pokazu dołączył opracowanie naukowe, które w Akademii przeczytał Arago*, ale i tak akademiccy matematycy podeszli do sprawy z rezerwą. Nie byli w stanie zanegować doświadczenia, szukali więc dowodów na to, że właściwie to już wcześniej o tym wiedzieli, albo też szukali dziury w całym, czyli niezgodności teoretycznych założeń Foucaulta z prawidłami matematyki. Jednym słowem: nastąpiła typowa akademicka wojenka. Problem w tym, że do udowadniania swojej wyższości nad „niewykształconym” inżynierem używali m.in. tez samego Foucaulta, formułowanych w artykułach nadsyłanych wcześniej do Akademii i przez nią odrzucanych. Akademia jako instytucja nigdy zresztą nie pogodziła się z tym, że Foucault okazał się bystrzejszy od naukowych tuzów i robiła, co mogła, żeby jego zasługi umniejszać.

I tu dochodzimy do drugiego członu tytułu dzisiejszej notki. Odkryciem Foucaulta i pokazem w Obserwatorium zainteresował się ktoś jeszcze ważniejszy od Arago – książę prezydent II Republiki Francuskiej, Ludwik Napoleon Bonaparte. Ten człowiek o rewolucyjnej przeszłości, karbonariusz zamieszany w antyaustriackie moti w środkowej Italii, wygnaniec w Anglii, autor nieudanych prób przejęcia władzy, wreszcie więzień twierdzy Ham w Pikardii (o tym wszystkim też kiedyś napiszę), wygrał wybory prezydenckie w 1848 roku, po obaleniu Monarchii Lipcowej, i na początku 1851 roku jeszcze niewiele zapowiadało, że pod koniec roku dokona zamachu stanu w obliczu kadencyjności urzędu, a rok później ogłosi się cesarzem jako Napoleon III. To jest chwilowo dla nas jednak mniej istotne od tego, że Ludwik Napoleon był autentycznie i praktycznie zainteresowany naukami przyrodniczymi, tych zainteresowań nie porzucił przez całe życie, łączył je zresztą z przekonaniami społecznymi, a dzięki temu konsekwentnie, zarówno jako prezydent jak i cesarz aktywnie wspierał rozwój nauki i techniki, kultury zresztą też. I właśnie prezydent osobiście zadecydował, że powtórzenie eksperymentu odbędzie się we wnętrzu jeszcze lepiej przystosowanym ze względu na wymóg wysokości (długości wahadła) dla dokładności wyników: pod ogromną kopułą paryskiego Panteonu. Co więcej, pokazy nabrały charakteru cyklicznego: odbywały się co czwartek przez dwie godziny w obecności tłumów.

Wszystko wskazuje na to, że Ludwik Napoleon autentycznie polubił Foucaulta, promował jego odkrycie we Francji i za granicą, między innymi poprzez pokazy na Wystawach Światowych, ale i eksperymenty przeprowadzane w różnych miastach, na kilku kontynentach. W 1862 r. nadał mu Legię Honorową. Ale przede wszystkim wcześniej, już w 1855 roku, kiedy Foucault nadal pozostawał bez stałej pracy i uznania ze strony akademików, cesarz zdecydował się osobiście finansować jego badania naukowe i inżynierskie. W rezultacie powstało swoiste trio na przecięciu nauki i władzy: Napoleon III, Foucault i jego zwierzchnik, nowy dyrektor Obserwatorium po śmierci Arago, Urbain Le Verrier. Foucault dokonał mnóstwa wynalazków usprawniających obserwacje astronomiczne, ulepszających istniejące teleskopy i zaopatrujących je w nowoczesną optykę i mechanizmy. W 1860 roku spełnił swoje wielkie marzenie: wraz z Le Verrierem obserwował w Hiszpanii całkowite zaćmienie słońca. Przeczuwał też, że obowiązująca wciąż teoria eteru nie jest prawdziwa, ale nie potrafił sobie akurat z tym problemem poradzić. Trzy lata przed śmiercią, w 1865 roku, po czternastu latach starań, francuska Akademia w końcu uznała wielkość i zasługi Foucaulta, przyjmując go w swoje szeregi.

Jego ostatnim wielkim dokonaniem, choć już nie naukowym, ale praktycznie inżynierskim, była współorganizacja gigantycznego projektu Hausmanna podczas Wystawy Światowej w 1867 roku – a konkretnie oszałamiającego pokazu najnowszych osiągnięć techniki francuskiej, w tym urządzeń elektrycznych, do których powstania się osobiście przyczynił. Podobnie jak szesnaście lat wcześniej Foucault osobiście montował w piwnicy swoje pierwsze wahadło, tak i tu doglądał każdego szczegółu. Podczas otwarcia wystawy stał na jednej trybunie z Napoleonem III, cesarzową Eugenią, najwyższymi dostojnikami i organizatorami wystawy. Oczywiście wśród prezentowanych cudów nauki i techniki w ogromnym pawilonie na Polu Marsowym nie zabrakło ogromnego wahadła.

Niestety w tym czasie Foucault poważnie zaniemógł i rok później zmarł, wcześniej niż jego matka, która stanowiła dla niego wsparcie przez całe życie. Cesarz nie zapomniał o ulubionym naukowcu i założył specjalny fundusz, który miał na celu propagowanie i kontynuację prac Foucaulta. Niestety upadek II Cesarstwa położył kres temu projektowi.

* Część naukowców twierdzi, że heliocentryzm też nie jest dokładnym opisem naszego świata, ale przyjmujemy tu przybliżenie.
** Czytelników zainteresowanych szczegółami badań naukowych poprzedzających odkrycie Foucaulta, samym dowodem, debatami naukowymi po pokazie, czy też związkiem z tym wszystkim np. Coriolisa, odsyłam do fascynującej popularnonaukowej książki Amira D. Aczela, Wahadło (szczegóły w „Zapiskach bibliograficznych„), z której oczywiście korzystałam, pisząc tę notkę. Nie będę udawać, że znam się dostatecznie na matematyce i fizyce, żeby iść w szczegóły pozahistoryczne. Niestety przekład zawiera sporo drobnych błędów wynikających z nieznajomości realiów francuskich i tegoż języka przez tłumaczkę z angielskiego, a sama książka także bardzo drobne nieścisłości historyczne, ale autor jest matematykiem, więc można mu wybaczyć.