Жизнь знаменитых оптиков
Все публикации

Карл Цейсс

27 июня 2008

Немецкий ученый и предприниматель, основавший знаменитую фирму.


Карл Фридрих ЦейссУважаемые читатели, представляем вам новую рубрику «Жизнь знаменитых оптиков». В ней мы будем рассказывать о судьбах людей, связанных с оптикой, стоявших у истоков оптической промышленности. Сегодня наш выбор пал на Карла Фридриха Цейсcа1, немецкого ученого и предпринимателя, основавшего знаменитую фирму. Нам кажется, что судьба его будет небезынтересна тем, кто сегодня связал свою жизнь с оптическим производством, и тем, кто просто интересуется историей.

Начало пути

Карл Фридрих Цейсс родился 11 сентября 1816 года в Веймаре, в семье придворного токаря-краснодеревщика. Маленький Карл подрастал в мастерской отца среди машин и станков, чем и объяснялся его неистребимый интерес к технике, интерес, который Цейсс пронесет через всю свою жизнь и во многом благодаря которому мы смотрим сегодня на мир «глазами Цейсса», открывая для себя крохотную вселенную клетки и бесконечность космоса.

В 1832 году, досрочно окончив полный курс гимназии, юный Карл Цейсс переезжает в Йену, небольшой городок в восточной Тюрингии с населением всего около 7 тыс. человек, но уже имеющий свой университет. Здесь в 1834–1838 годах Цейсс проходит обучение в качестве подмастерья у известного оптика-механика, доцента Йенского университета, доктора Фридриха Кернера.

В 1835 году Карла Цейсса зачисляют в университет, где он изучает математику, экспериментальную физику, антропологию, минералогию и оптику, а затем молодой человек предпринимает путешествие: 1840–1845 годы можно назвать годами странствий. Но Цейсс отправляется в дорогу не из-за праздного любопытства или от скуки, как делали и делают до сих пор многие его сверстники. Его влекут вперед жажда познаний и все тот же неистребимый интерес к технике. В Дармштадте, Штутгарте, Вене и Берлине он посещает механические мастерские и обучается мастерству механика. Карл Цейсс с дотошностью и упорством овладевает различными методами плавления стекла, исследует его состав, обрабатывает линзы. В 1845 году он возвращается в Йену и продолжает обучение в университете, отдавая предпочтение высшей математике и химии.

В мае 1846 года Карл Цейсс подает властям прошение, в котором просит разрешения открыть мастерскую для создания и продажи точномеханических – оптических приборов. И уже 17 ноября этого же года открывает свое «механическое ателье». По замыслу Цейсса в «ателье» должны были ремонтироваться старые и разрабатываться новые приборы для Института естественных наук при Йенском университете. Имея под рукой только самые необходимые инструменты, Цейсс сам, в одиночку изготавливает линзы, лупы и простые микроскопы. Но уже через год он нанимает ученика и приступает к созданию собственного микроскопа. Почему же именно микроскоп привлекает его внимание?

Из истории микроскопа

Изобретателями микроскопа принято считать голландцев Ганса Янсена и его сына Захария, живших в конце XVI столетия в Миддельбурге. Первый микроскоп «состоял из двух выпуклых чечевиц – объектива и окуляра, особым осветительным прибором снабжен не был. И служил праздному любопытству»2. Долгое время микроскопы оставались предметом роскоши. Их украшали драгоценными камнями и с гордостью показывали гостям. Подъем, который претерпевали точные науки в ХIХ веке, вызвал усиленный интерес к микроскопу как к прибору для исследований в области науки и техники. Многие ученые-теоретики и практики трудились над его совершенствованием. Так, например, опираясь на учение о свете и теорию оптического изображения, исследователь Йозеф Фраунгофер (1787–1826) создал обычную систему линз с коррекцией ахроматизма, названных впоследствии ахроматами. Но пока микроскоп не мог полностью удовлетворить запросы науки. Качество линз зависело только от интенсивности шлифовки, хорошие приборы могли получиться лишь благодаря счастливой случайности. Но в науке одной случайности мало. Необходимо было создать нечто принципиально новое. Эту необходимость и почувствовал вовремя Карл Цейсс.


Первые победы

Эрнст АббеВ 1847 году появляется первый микроскоп Цейсса, положено начало серийному производству приборов. Это были простые микроскопы с одной линзой, которая устанавливалась прямо на футляре для хранения с помощью специальных салазок. В предлагаемый комплект входили 3–4 сменные линзы для получения различной степени увеличения. Удивительно, но одним только экспериментальным путем – методом проб и ошибок – Карл Цейсс достигает такого качества изготавливаемой продукции, что очень скоро его мастерская встает в один ряд с известнейшими мастерскими и предприятиями. Клиентами «механического ателье» становятся многие профессора и ученые. Например, в числе постоянных заказчиков – профессор ботаники Якоб Матиас Шлейден, один из основоположников клеточной теории, который по достоинству оценил труд Карла Цейсса.
К сожалению, сведения о личной жизни Карла Цейсса крайне скудны. В 1849 году он женился на Брете Шаттер (1827–1850). Через год появился на свет его сын Родерих. А мастерская тем временем росла. В 1850 году в ней трудились уже 10 человек, которые едва успевали справляться с заказами. Но Карл Цейсс не собирался останавливаться на достигнутом. Со времени выпуска своего первого простого микроскопа он не прекращал работать над созданием принципиально нового микроскопа с двумя линзами, который появился в 1858 году. Микроскоп состоял из двухлинзового объектива, коллективной линзы и двухлинзового окуляра. В нем была применена осветительная система самого Цейсса. Через три года мастерская выпускает уже шесть типов сложных микроскопов.

Тем временем в 1860 году Карл Фридрих Цейсс назначается придворным механиком. На 2-й выставке промышленности Тюрингии (1861) ему присуждается первый почетный приз и золотая медаль, цейссовский микроскоп признается одним из лучших приборов, выпущенных в Германии. Но сам Цейсс понимает, что изделия его мастерской еще очень далеки от совершенства. Он привлекает к работе все больше одаренных людей, часть из них приходят в мастерскую или, как мы уже можем сказать, фирму прямо после окончания университета. Карл Цейсс чувствует, что его собственных теоретических знаний недостаточно для рывка вперед. Как бы ни совершенствовался дизайн его приборов, как бы ни повышалось качество шлифовки, существенного шага в оптике не сделать. Ему необходимы были единомышленники из университетской среды. Нужна была, как бы мы сказали сейчас, «крепкая команда».

Цейсс и Аббе

МикроскопИ вот в 1866 году, когда фирма выпускает свой тысячный микроскоп, судьба сводит Цейсса с 26-летним математиком и физиком, приват-доцентом Йенского университета Эрнстом Аббе. Молодой ученый читал тогда в университете курсы по математике, физике, механике измерительных приборов и оптике. Карл Цейсс предлагает ему сотрудничество, и Аббе вскоре становится внештатным сотрудником фирмы.

Цейсс обладал поразительным чутьем на необыкновенных людей. Неизвестно, как сложилась бы судьба фирмы, если бы не появился в ней молодой математик. Может, она не выдержала бы натиска конкуренции. На мировом рынке появлялись все новые и новые фирмы, выпускающие продукцию высокого качества. Неизвестно, кем бы стал сам Эрнст Аббе, он мог бы остаться в истории известным математиком, знаменитым теоретиком. Но судьба распорядилась иначе. Аббе оказался тем самым ученым, благодаря которому фирма Цейсса совершила переворот в оптическом деле. Он не только помог К. Цейссу осуществить его давнишнюю мечту о полном слиянии науки и техники на заводе, но и стал собственно основателем современной оптики.

«Карл Цейсс был отличным механиком и оптиком. Он ставил перед собой такие высокие цели, которые он один никогда бы не осуществил. Он был человеком, который, благодаря своей проницательности, нашел правильного ученого, который мог следовать его смелым идеям, и благодаря собственным выдающимся идеям привел завод “Карл Цейсс” к одной из величайших фирм мирового масштаба»3.

До прихода в фирму Эрнста Аббе приборы изготавливались в основном с помощью эмпирических методов, молодой ученый в первые же годы своего сотрудничества с фирмой старается перестроить производство оптических инструментов на научной основе. Микроскопическая оптика была для Аббе новой областью, но он занимается ею с той основательностью, на которую вряд ли был способен другой ученый. Микроскопы большого увеличения уже существовали в середине ХIХ века, но они имели серьезные недостатки и показывали мало подробностей рассматриваемого объекта. С помощью опытов по дифракции Аббе смог понять, почему многие из имеющихся микроскопов не дают ожидаемого от них эффекта.

Речь шла об их разрешающей способности, которая не беспредельна и ограничена волновой природой света. И даже для достижения этого самого предела необходимо было «научиться рассчитывать оптическую систему микроскопа, свободную от многочисленных аберраций (ошибок), которыми эта система обладает»4. Аббе приступает к этим самым расчетам и достигает больших успехов. Его дифракционная теория отражения несамосветящихся объектов применялась для создания многих других оптических приборов, хотя подвергалась критике и в то время, и после смерти доктора Аббе. В 1870 году он открывает закон синусов, соблюдение которого при расчетах оптических систем позволило сохранять резкость изображения.

С 1872 года все микроскопы, выпускаемые фирмой Цейсса, производятся только по расчетам Аббе. Наконец-то Карл Цейсс может претворять в жизнь свою идею, а именно «основывать практическое конструирование микроскопов целиком на научной теории и поставить под ее строгий контроль все их изготовление»5. Его фирма выпускает микроскопы, позволяющие получить невиданное до сих пор качество изображения. Предприятие растет день ото дня. Уровень социальной защищенности работников фирмы чрезвычайно высок по тем временам. Так, например, в 1875 году была учреждена больничная касса для работников. Карл Цейсс хорошо осознавал, какую роль сыграл Э. Аббе в процветании фирмы. С 1877 года Аббе становится полноправным компаньоном-доверителем. Работники предприятия отмечали необычайный ум и интеллигентность доктора Э. Аббе. К тому же он родился в рабочей семье и ему были близки интересы простых тружеников.

С 1877 года рядом с Карлом Цейссом начинает работать его сын, к тому времени уже доктор Родерих Цейсс. В том же году предприятие Цейсса выпускает первый микроскоп с гомогенной инверсией, а в 1880 году Карл Фридрих Цейсс получает степень почетного доктора университета города Йены.

"Команда"

Но Цейсса все еще не удовлетворяет уровень выпускаемой продукции, особенно качество стекол. К тому же конкурирующие фирмы и предприятия не дремлют и преуспевают в совершенствовании оптических приборов. На международных выставках английские, немецкие и французские фирмы, например «Зейгерт», «Шмидт и Хенш», «Наше» и др., поражают воображение многообразием продукции. Мантерсон отмечал: «Неудивительно, что другие мастерские следуют образцам Цейсса, иногда до забавного рабски подражают. Надо отдать справедливость Цейссу – он не боится конкурентов, а призывает их к соревнованию в деле улучшения микроскопов»6.

Э. Аббе тоже не удовлетворяют достигнутые результаты. Его теории были блестящими, но с имеющимися материалами нельзя было достичь желаемого. Для улучшения аберрационных характеристик объективов необходим был ассортимент оптического стекла с различной относительной дисперсией. Судьба благосклонна к фирме Цейсса. В 1884 году Э. Аббе знакомится с немецким специалистом, стеклохимиком, доктором Отто Шоттом из Виттена, проводящим в то время исследования в области технологии стеклянного производства и химического состава стекла. Одной из решающих заслуг Э. Аббе становится то, что ему удается привлечь стеклохимика к совместной работе.

В 1884 году происходит учреждение технологической лаборатории стекла. Впоследствии она будет называться «Стекольные заводы Отто Шотта». Уже потом, в 1891 году, после смерти основателя фирмы, стекольные заводы Шотта объединятся с фирмой Карла Цейсса. Учредителями лаборатории становятся Отто Шотт, Эрнст Аббе, Карл Цейсс и Родерих Цейсс. Завод или, как его тогда называли, лабораторию ожидало большое будущее, но на этапе создания требовались немалые затраты. Интересно, что идея строительства встретила поддержку со стороны прусского правительства, которое выделило на эти нужды 60 тыс. марок. Забегая вперед, мы можем сказать, что затраты быстро окупились. Уже в конце ХIХ – начале ХХ века завод был в состоянии удовлетворить требования не только немецких, но и иностранных оптиков.

Отто Шотт как компаньон и сотрудник фирмы отвечал самому главному требованию, которое предъявляют к своим научным работникам К. Цейсс и Э. Аббе, – способствовал внедрению результатов лабораторных опытов в производственную практику. Путем научных исследований и практических опытов Шотту удается решить проблему получения высококачественного оптического стекла с заранее заданными свойствами. Благодаря предложенным Шотто добавкам исчезают цветовые искажения в изображении под микроскопом. Он разрабатывает свой собственный метод литья жидкого стекла в предварительно разогретые формы. Этот метод получает название йенского.

С началом сотрудничества О. Шотта, Э. Аббе и К. Цейсса начинается реформа стекловарения на научной основе и создаются новые сорта оптического стекла с добавками лития, фосфора и бора.

"Апохроматы"

Эрнст Аббе и сотрудники фирмы Карла Цейсса конструируют объективы-апохроматы, которые впервые дают возможность получить ахроматическое изображение во всем поле зрения. Магистр И. Мантерсон, выступавший с обзором 300-летней истории микроскопа в 1890 году перед Санкт-Петербургским фармацевтическим обществом, заявил: «В 1886 году наступает знаменательный переворот – йенская фирма “Карл Цейсс” изготавливает по вычислениям профессора Аббе апохроматические объективы и компенсационные окуляры, которые удивили научный мир!»7. Без создания новых оптических стекол, без сотрудничества науки и техники в конструировании точномеханических приборов, начатого в Йене в лаборатории Карла Цейсса, не было бы прогресса современной оптики и оптической промышленности во всем мире.

В чем же состояло преимущество «апохроматов» перед прежними «ахроматами»? Магистр И. Мантерсон отмечал, что «благодаря более полному собиранию лучей: 1) новые чечевицы (окуляры) дают более ясные, свободные от радужных цветов изображения; 2) природные цвета объектов являются неизмененными; 3) чечевицы могут быть более сильными вследствие увеличения без ущербности ясности изображения»8. Новые стекла оказались чрезвычайно выгодными для микрофотографии. При прежних объективах и окулярах невозможно было добиться безукоризненной микрофотограммы. Принципиально новые сложные микроскопы Цейсса с компенсационным окуляром Аббе и осветительным прибором Аббе, разработанным в 1869 году, дали возможность совершить поразительные открытия в области биологии, медицины и других наук. В частности, Роберт Кох – первооткрыватель бациллы холеры и туберкулеза, исследователь малярии и сонной болезни – писал, что значительной частью успеха он обязан превосходным йенским микроскопам.

В 1886 году выпускается десятитысячный микроскоп Цейсса. Заслуги основателя фирмы были по достоинству оценены прусским правительством. Великий герцог Саксен-Веймар-Эйзенахский награждает Карла Фридриха Цейсса орденом Белого Сокола и титулом рыцаря первого отделения ордена.

Жизнь заканчивается, а дело живет

К сожалению, именно на пике возрастающей во всем мире популярности созданной им фирмы Карл Цейсс умирает 3 декабря 1888 года в возрасте 72 лет. Вероятно, причиной смерти послужил удар, перенесенный тремя годами ранее.

Как отмечают очевидцы, фирма «Карл Цейсс» в это время поразительно отличалась от других фабрик. Она была и центром научных работ, и предприятием, на котором каждый работник участвовал в прибыли, имел восьмичасовой рабочий день, бесплатное медицинское обслуживание, оплачиваемый отпуск и пенсию.

После смерти Карла Цейсса Эрнст Аббе утверждает фонд его имени, тем самым увековечивая память своего компаньона, товарища и основателя фирмы, отдавая должное его заслугам в области оптики. В 1891 году сын Цейсса Родерих Цейсс выходит из дела. Предприятие объединяется со стеклянными заводами Отто Шотта. Аббе становится во главе фирмы, товарищества «Карл Цейсс – Йена». Он делает все возможное, чтобы сохранился дух традиций Карла Цейсса – сотрудничество науки и техники на предприятии, забота о каждом работнике, участие каждого в прибыли и др. Он разработал устав фирмы, который впоследствии был заложен в основу социального законодательства Пруссии.

В 1892 году Эрнстом Аббе были созданы рефлектометр, спектрометр и фотометр, положившие начало изготовлению оптико-физических измерительных приборов. С 1902 года предприятие выпускает фотообъективы, которые открывают новую эпоху в фотографии. Бинокли, сконструированные Аббе, выделяются из продукции других производителей удобством в обращении, повышенной стереоскопичностью и ощущением глубины пространства при наблюдении. Во всем мире с 1897 года и по сей день астрономические приборы фирмы «Карл Цейсс» по праву занимают ведущее место.

Уже после смерти Э. Аббе, в 1905 году, была осуществлена начатая по его инициативе научная разработка очковых стекол. «Цейссовские очковые стекла Пунктуаль, Катраль, Умбраль, Уро-Пункталь, а также Инфаль, Тангаль и Дуопаль не превзойдены и поныне, – писал в 1967 году Рудольф Иобст. – В связи с их производством с 1912 года начаты разработка и изготовление разнообразных офтальмологических приборов, неоценимых для офтальмологов, окулистов и оптиков»9.

В 1903 году в Санкт-Петербурге по адресу Казанская улица, 2, открывается филиал фирмы «Карл Цейсс» – один из первых филиалов за границей. Микроскопы Цейсса, ларингоскопические зеркала, кистоскопы, нивелиры… Отсюда по бесплатно рассылаемым каталогам приборы Цейсса заказывали технологические и медицинские институты, земские управы, гидротехнические отделы, заводы, отделы земельных улучшений, Управление водных путей, Управление земледелия и землеустройства, другие организации и частные лица из различных областей России.

Более 150 лет со дня своего основания предприятие Карла Цейсса является одним из лидеров производства в оптике. Фирма имеет представительства в более чем 30 странах мира. Исследовательские лаборатории разрабатывают и внедряют инновационные технологии, благодаря чему продукция компании отвечает самым высоким требованиям.

Карл Фридрих Цейсс не был великим ученым, сегодня мы назвали бы его предпринимателем. Обладая пытливым умом, упорством и определенным уровнем знаний, он сумел распознать именно ту область в промышленности, которая была наименее развита и требовала научного обоснования, он поставил научные исследования в основу производства и возглавил фирму, тем самым положив начало объединению науки и техники в оптической промышленности.

1 - В библиографической литературе принята транскрипция немецкой фамилии Zeiss – Цейс, однако название российского представительства немецкой компании «Carl Zeiss» зафиксировано как «Карл Цейсс», поэтому, чтобы избежать двойного варианта написания, мы в данной статье будем использовать форму «Цейсс».
2 - Мантерсон И. Микроскопы Карла Цейсса в Йене. Обзор 300-летней истории микроскопа // Фармацевтический журнал. 1890. Б/н. С. 3.
3 - Зоннефельд А. Взаимодействие оптики и математики // Йенское обозрение. 1962. № 5. С. 117.
4 - Гуриков В. А. Эрнст Аббе. М.: Наука, 1985. С. 15.
5 - Иобст Р. 120-летие фирмы «Карл Цейсс Йена» и 150-летие со дня рождения Карла Цейсса // Астрономический журнал. 1967. Т. 44, вып. 1. С. 227.
6 - Мантерсон И. Указ. соч. С. 5.
7 - Мантерсон И. Указ. соч. С. 3.
8 - Мантерсон И. Указ. соч. С. 4.
9 - Иобст Р. Указ. соч. С. 230.
 
Светлана Щелкунова, Веко 8, 2007



Читайте также




Раздел: Жизнь знаменитых оптиковПросмотров: 8996

Реклама
Закрыть
Яндекс.Метрика