Предчувствия и свершения. Книга 2. Призраки
Шрифт:
Трудно сказать, когда это произошло впервые. Еще двадцать веков назад Евклиду было известно о свете так много, что его знания и поныне служат основой оптики. Возможно, уже тогда искусные умельцы шлифовали чечевицы из стекла и прозрачных камней, чтобы помочь слабеющим глазам стариков. В новое время этому искусству учились заново — церковное мракобесие средневековья свело на нет многие знания и умения древности. Потом кто-то скомбинировал из двух очковых стекол зрительную трубу. Все больше мастеров-ремесленников, соревнуясь между собой, изготавливали такие трубы. Слух об этом дошел до Галилея. И вдохновил его. Галилей сделал свою зрительную трубу и нацелил ее в небо. Все знают, к чему
Несколько слов о туманной истории микроскопа. Обычно создание этого прибора приписывают Антони Левенгуку. Юный Антони начал с торгового дела, но увлекся шлифованием линз и достиг в этом высокого искусства. Проверяя качество линз, Левенгук случайно взглянул через одну из них на каплю воды и… обнаружил вселенную, кишащую мельчайшими живыми существами. Увлечение шлифованием линз уступило всепоглощающему интересу к жизни странных микросуществ. Так возникла микроскопия, а Левенгук стал первым микробиологом.
Левенгук наблюдал инфузории и бактерии, клетки организма и анатомическое строение насекомых при помощи одиночной линзы. Теперь такую линзу называют увеличительным стеклом или лупой. Он шлифовал свои линзы так искусно и тщательно, что они давали увеличение до 300 раз, превосходя по качеству изображения все, Что могли дать более сложные зрительные трубы того времени, содержащие комбинации из нескольких линз или зеркал.
Левенгук был очень обстоятельным человеком — многократно проверял свои наблюдения. Они казались такими ошеломляющими и вместе с тем столь достоверными, что Королевское общество в Лондоне, получив от него ряд письменных сообщений, избрало его своим членом. К Левенгуку приезжали ученые и просто любознательные люди, чтобы взглянуть хоть разок на неслыханный заповедник поразительных зверюшек.
Левенгук начал писать в Королевское общество в 1673 году, в возрасте 41 года. Но приступил к своим наблюдениям гораздо раньше. И продолжал их до самой смерти, как и обещал Королевскому обществу, благодаря за свое избрание. Его отчеты поступали в Лондон в течение 50 лет. Все эти годы он не только наблюдал, но и шлифовал новые и новые линзы. Он предпочитал надолго оставлять наиболее интересные предметы в фокусе линзы, потом возвращался к ним, чтобы вновь и вновь повторять наблюдения, уточнять результаты или следить за изменениями объекта. Поэтому он изготовил несколько сот линз. В лучшие из них он смотрел только сам, не подпуская к ним даже именитых посетителей. А среди них были английская королева и русский царь Петр I.
Левенгук не пытался скомбинировать линзы в зрительную трубу. Может быть, просто не догадался это сделать. Он был самоучка, читал мало. Все время уходило на шлифование линз, на наблюдения и на длинные послания в Лондонское королевское общество.
Замечательный оптик Д. С. Рождественский писал с восхищением: «Левенгук достиг того, чего не достигли ученые. Он сам плавил стекло, сам шлифовал, сам полировал, сам монтировал объекты между серебряными и золотыми дисками и, что важнее всего, сам искал и находил объекты наблюдения. Запомним особенно это, потому что в микроскопии творит новое и совершенное тот, кто знает, для чего творит и что ищет».
Вероятно, Левенгук и не смог бы создать микроскоп. Недаром один из творцов оптики Гюйгенс в своей «Диоптрике» писал, что придумать зрительную трубу или сконструировать ее на основе теоретических знаний, без вмешательства случая, мог бы только обладатель сверхчеловеческого ума. Гюйгенс, величайший из оптиков, больше чем кто-либо другой был способен судить о трудности такого шага. Случайности же происходили со многими людьми. Так еще в XVI веке голландский посол в Англии Борель сделал сенсационное сообщение: товарищ его детства оптик Янсен из Миддельбурга изготовил вместе со своим отцом первый микроскоп, состоящий из двух линз. Борель даже называл дату изготовления — 1590 год. Авторы презентовали прибор эрцгерцогу австрийскому, а тот передал его англичанину Дреббелю, у которого посол и видел этот микроскоп. Сам Янсен утверждал, что микроскоп был изобретен его отцом еще раньше.
Сколь достоверна эта история, остается неясным, но когда шлифовальщик очков из того же Миддельбурга Линерегей и некий Мецус подали заявку на выдачу им привилегии на зрительную трубу, то в спор О приоритете вступил и Янсен. Соседи поддержали его притязания, утверждая, что их дети действительно видели через прибор Янсена флюгер на крыше увеличенным, хотя и перевернутым. Как видно, речь шла о зрительной трубе с двумя выпуклыми линзами, которую, как известно, можно применять и в качестве микроскопа.
Первые достоверные сведения о микроскопе относятся к 1609–1610 годам. В это время Галилей после триумфальных астрономических открытий приспосабливает свою зрительную трубу для наблюдения мелких предметов.
В 1612 году Галилей изготовил и послал микроскоп в дар польскому королю Сигизмунду. Его микроскоп, как и зрительная труба, содержал выпуклую линзу — объектив, и вогнутую линзу — окуляр. Однако этот вариант оказался не лучшим. Дальнейшее усовершенствование микроскопа пошло по пути, начало которого восходит к Янсену. Судьба микроскопа складывалась менее удачно, чем судьба телескопа. Зрительные трубы для наблюдения удаленных предметов были весьма популярны среди мореплавателей, ими пользовались и полководцы. Великие открытия Галилея привлекли к телескопам всеобщее внимание. Микроскоп же не сразу нашел себе практическое применение и долго оставался неким курьезом. Лишь открытие Левенгука изменило ситуацию.
В свое время изготовлением и теорией действия микроскопов заинтересовался Ломоносов. Он первым использовал их в химических исследованиях. Другой русский ученый академик Эйлер разрабатывал методы расчета объективов для микроскопов, дающих изображение, способное соперничать по качеству с изображением линз Левенгука, тайну изготовления которых подозрительный голландец унес в могилу.
Дело в том, что шлифовальщики стремились придать поверхностям линз идеальную сферическую форму, ибо только сферические поверхности можно было получать при помощи существовавших тогда станков. Впрочем, большинство современных линз тоже имеет сферические поверхности. Однако такие простые линзы применяются только в очках, где кривизна поверхности не велика. Если же радиус поверхности линзы должен быть малым, как в объективе микроскопа, то линзы со сферическими поверхностями дают сильно искаженное изображение. Искажения такого типа называются сферической аберрацией.
Конструкторы оптических приборов поняли, что сферическая аберрация возникает вследствие того, что не все лучи, идущие от удаленного предмета вдоль оси линзы, собираются в общем фокусе. Лучи, проходящие через центральную часть линзы, фокусируются ближе к ней, чем лучи, идущие через внешнюю периферическую часть. В результате точечный источник выглядит на экране не как точка, а как небольшой диск. Поняв причину искажений, конструкторы нашли и меры борьбы с ней: вместо одной линзы научились применять систему надлежащим образом подобранных выпуклых и вогнутых сферических линз. Но такая коррекция не была радикальной, она могла реализоваться только для определенного расстояния системы линз от объекта. Только много позже стало возможным изготовление особых линз со специальной несферической формой поверхности.