Помоги проекту - поделись книгой:
Иван Александрович Головня
С чего начиналась фотография
ББК 37.94 Г 61
Автор: ГОЛОВНЯ Иван Александрович,
Рецензенты: Чибисов К. В. - член-корреспондент АН СССР;
Фомин А. А. - редактор отдела журнала «Советское фото».
Редактор - ПОПОВА С. Н.
Головня И. А.
Г 61 С чего начиналась фотография. - М.: Знание, 1991. - 176 с.
ISBN 5-07-000695-9
74 к. 50 000 экз.
Прошлый век ознаменовался многими выдающимися открытиями в различных отраслях науки и техники. Не последнее место в этом ряду принадлежит фотографии. В предлагаемой книге рассказывается о многовековой ее предыстории, о ее изобретении и изобретателях (Ж. Н. Ньепсе, Л. Ж. Дагере, В. Г. Ф. Талботе), о первых шагах по практическому применению. Одна из глав книги посвящена истории зарождения отечественной фотографии.
Рассчитана на широкий круг читателей.
3103000000 - 002
Г ____________________ 35 - 90
073(02) - 91
ББК 37.94
ISBN 5-07-000695-9
Головня И. А., 1991 г.
ВВЕДЕНИЕ
Мы настолько привыкли к фотографии, которая стала нашим «вторым зрением», что почти не задумываемся, каково ее место в жизни современного общества, а то и просто не замечаем ее, как самое обыденное явление. В то же время невозможно представить наш мир и нашу жизнь без фотографии, настолько прочно и органично проникла она во все сферы человеческой деятельности. Примеров этому предостаточно.
Фотография давно фиксирует самые разнообразные события в жизни человека со дня рождения и до глубокой старости, составляя неповторимую фотолетопись его жизни. Мы бережно храним снимки наших друзей, близких, родных, ушедших из жизни дедов и прадедов.
Фотография стала мощным и распространенным средством массовой коммуникации, и в журналистике ей принадлежит далеко не последнее место. Со страниц газет и журналов не ведающая языковых барьеров фотография ежедневно рассказывает о многообразной жизни планеты. Огромна роль фотографии в деле пропаганды и идеологической борьбы. Вместе с тем фотография - зримая история. Она донесла до нас бессмертные образы великих вождей мирового пролетариата Карла Маркса, Фридриха Энгельса, Владимира Ильича Ленина и их сподвижников, известных всему миру деятелей науки и искусства, запечатлела многие выдающиеся события в истории человечества.
Без фотографии немыслимы сегодня типографское дело и криминалистика, медицина и торговая реклама, равно как немыслима без нее современная заводская лаборатория.
Без научной фотографии трудно представить любую область науки, будь то география или геология, геодезия или археология, ядерная физика или астрономия. Фотография проникает всюду - от мира молекул и атомов до мира сверхдальних звезд. При этом она не только наблюдает и протоколирует, но и исследует, помогая проникнуть ученым в тайны невидимого, неведомого и недоступного.
Фотография заняла видное место в духовной культуре современного общества как один из видов изобразительного искусства. Она стала важным средством воспитания художественных и эстетических вкусов. Фотографии посвящают свой досуг тысячи и тысячи людей самых разных профессий, объединенных в фотоклубы и общества. Ежегодно только в нашей стране проводится более тысячи выставок и конкурсов художественной фотографии. Вместе с тем фотография стала незаменимой помощницей традиционных видов искусства - изобразительного, театрального и др.
Этот далеко не полный перечень применения фотографии говорит о том, насколько она многогранна и уникальна.
А ведь фотография - это еще и целая отрасль промышленности, в которую входят оптико-механические заводы, выпускающие фотоаппаратуру, комбинаты по производству фотопленки и фотобумаги, химические предприятия, на которых трудятся тысячи специалистов и рабочих.
Не следует также забывать, что благодаря фотографии родилось кино - явление, не менее выдающееся в жизни человечества, чем сама фотография.
Как видим, фотография, без которой немыслим современный мир, является одним из самых замечательных и полезных открытий в истории человечества, ибо принесла ему пользу, которую трудно переоценить. Недаром, выступая в 1939 г. на торжественном заседании Академии наук СССР, посвященном столетию фотографии, академик С. И. Вавилов приравнял открытие фотографии к изобретению книгопечатания. И в этом сравнении не было ни малейшего преувеличения. Приходится лишь сожалеть, что фотография не была открыта раньше.
А началось все 150 лет назад, когда 7 января 1939 г.
на заседании Парижской Академии наук ее непременный секретарь Доминик Франсуа Араго выступил с сообщением об изобретении Л. Ж. М. Дагером дагеротипии, положив таким образом начало отсчета замечательной истории фотографии. Уже тогда многие передовые люди, такие, как ученые Д. Ф. Араго, Ж. Б. Био, Ж. Б. Дюма, Ж. Л. Гей-Люссак, Ю. Ф. Фрицше, М. Фарадей, Дж. Гершель, А. Гумбольдт, поэт Теофиль Готье, художник Поль Деларош и другие, предсказывали этому изобретению замечательную будущность и широкое поле деятельности.
Изобретателями фотографии принято считать французов Ж. Н. Ньепса и Л. Ж. Дагера и англичанина В. Г. Ф. Талбота. Это были разные люди, и разные мотивы двигали их помыслами и деяниями. Но было у них и много общего: неуемная любознательность, огромная энергия, редкое упорство в достижении поставленной цели, завидное трудолюбие. Вот только судьба не к каждому из них была в равной мере благосклонной.
Больше других она обошла Ньепса. Он прожил нелегкую, полную неустанных трудов жизнь, почти всю ее посвятив поиску способа фиксации изображения, получаемого в камере-обскуре, но, к сожалению, не дожил до торжества своих идей. Когда же по случаю изобретения фотографии мир славил Дагера, имя Ньепса и вовсе оказалось в тени. А ведь именно Ньепс получил первый в мире фотографический снимок. И случилось это еще в 1826 г. Правда, в последнее время справедливость восстанавливается - все чаще историки фотографии называют ее первооткрывателем Ньепса.
Зато к Дагеру судьба оказалась более чем благосклонной. Будучи преуспевающим художником и владельцем панорамы, серьезными фотографическими опытами он занялся после знакомства с Ньепсом. Опираясь на опыт Ньепса, Дагер в своих исследованиях пошел дальше своего компаньона и изобрел способ фиксации изображения на посеребренных пластинках, названный им дагеротипией. Ему-то, Дагеру, и достались все лавры изобретателя фотографии: слава, почести, деньги. Однако сказать, что Дагер не заслужил всего этого, было бы несправедливо. Его заслуги в деле изобретения фотографии бесспорны и ни у кого не вызывают сомнения.
Не была справедливой судьба и к Талботу. Этот талантливый и разносторонний ученый еще в 1835 г. делал фотографические снимки. И что важнее всего, современная фотография берет свое начало не от гелиографии Ньепса, не от дагеротипии Дагера, а от калотипии Талбота - негативно-позитивного процесса, позволявшего увеличивать и размножать фотоснимки. Жаль лишь, что Талбот не поторопился с обнародованием своего изобретения. Эта оплошность доставила ему впоследствии немало горьких минут.
Как ни огромны заслуги Ньепса, Дагера и Талбота, рассказ об открытии фотографии был бы неполным, если ограничиться только жизнеописаниями этой великолепной троицы. Дело в том, что изобретение фотографии началось, в сущности, задолго до 1839 г. Поэтому, чтобы получить наиболее полное представление об истории этого замечательного открытия, нам придется в поисках ее истоков совершить экскурс в весьма отдаленные времена - в Древнюю Грецию, а то и в более седую старину. Это не дань укоренившейся традиции, а необходимость, ибо у фотографии большая предыстория. На протяжении столетий многие ученые и изобретатели своими исследованиями и опытами исподволь готовили тот фундамент, на котором впоследствии возникла фотография. При этом они и отдаленно не предполагали, к чему в итоге приведут их исследования. И лишь когда было накоплено достаточно необходимых знаний и опыта, начались осмысленные и целеустремленные поиски возможности фиксации изображения, рисуемого с помощью солнечного света в камере-обскуре.
Но не только ученые были причастны к изобретению фотографии. Есть в этом заслуга и художников - именно они с давних пор мечтали научиться сохранять получаемое в камере-обскуре изображение. Более того, один из изобретателей фотографии был художником - это Дагер. Таким образом, есть все основания утверждать, что фотография является детищем науки и искусства.
Цель настоящей книги - проследить историю изобретения фотографии, начиная с первых наблюдений древних ученых над теми явлениями природы, которые имеют непосредственное отношение к фотографическим процессам, до 1839 г., официальной даты открытия фотографии, и рассказать о ее первых шагах.
ФОТОГРАФИЯ ВОЗНИКЛА НЕ СРАЗУ
Фотография родилась в результате содружества двух наук: физики и химии. Во всяком случае та фотография, которую мы хорошо знаем, немыслима без фотокамеры с объективом и фотохимических процессов. Однако до того времени, когда начались осмысленные и целенаправленные поиски способа закрепления изображения, получаемого в камере-обскуре, и оптика, и камера-обскура, и фотохимия развивались и совершенствовались обособленно, независимо друг от друга. Задача этой главы - проследить историю развития оптики, усовершенствования камеры-обскуры и открытия светочувствительных веществ, предшествовавших изобретению фотографии, т. е. до 1839 г. - года открытия фотографии.
Оптика. Оптика имеет, пожалуй, самую продолжительную историю, насчитывающую несколько тысячелетий. Тем не менее, несмотря на значительные успехи в деле изготовления линз и различных оптических приборов, к моменту изобретения фотографии объективы для фотографических аппаратов были далеки от совершенства. Точнее, их как таковых в ту пору не было вовсе - первые фотографы пользовались простыми двояковыпуклыми и менисковыми линзами, заключенными в оправу (тубус). Эти примитивные объективы достались фотографам от художников, делавших с помощью камер-обскур зарисовки ландшафтов. Парадокс этот объясняется просто. Ученые XV - XVIII вв., работавшие в области оптики, занимались только усовершенствованием телескопов и микроскопов, без которых не могла обойтись бурно развивавшаяся наука. Камеры-обскуры не находили в те времена столь широкого применения, как после изобретения фотографии, и к ним не предъявлялись особо высокие требования - художников, которые пользовались этими камерами, вполне устраивали простые линзы. И только после того как появилась фотография, оптики занялись конструированием специальных объективов для фотографии.
Первые дошедшие до нас линзы из горного хрусталя были изготовлены 4500 лет назад, т. е. около 2500 г. до н. э. Их нашел в 1890 г. при раскопках легендарной Трои знаменитый Генрих Шлиман. Несколько линз из стекла, причем с разным увеличением, были найдены археологами в древней Саргоне (Месопотамия). Время их изготовления - 600 - 400 гг. до н. э. С какой целью изготовлялись эти линзы - неизвестно, по этому поводу остается лишь строить догадки.
Зато хорошо известно, что в Древней Греции подобные линзы имели хотя и своебразное, но все же практическое применение: ими пользовались для зажигания от лучей солнца жертвенного огня, чтобы получать таким образом «чистый» огонь, т. е. огонь, «посланный» самим богом Гелиосом. О таком способе зажигания жертвенного огня говорится, например, в комедии Аристофана «Облака», написанной в 423 г. до н. э. О зажигательных свойствах стеклянных шаров упоминают также в своих произведениях римские писатели Плиний и Сенека.
Своеобразной линзой для улучшения зрения пользовался небезызвестный римский император Нерон. Он всегда носил с собой большой изумруд и, когда хотел получше рассмотреть своего собеседника, подносил изумруд к глазу. Следовательно, изумруд Нерона имел форму и свойства увеличительной линзы.
А задолго до этого выдающиеся ученые древности Евклид и Аристотель установили основные законы оптических явлений: прямолинейное распространение света, отражение света от зеркальной поверхности, преломление световых лучей на стыке двух неоднородных светопроницаемых сред (воды и воздуха, воздуха и стекла). А начиная с Герона Александрийского оптика в трактатах древних ученых начинает делиться на «диоптрику» (науку о преломлении) и «кантоптрику» (науку об отражении).
Несмотря на столь очевидный интерес ученых античности к природе и свойствам света, каких-либо оптических приборов, даже простейших, они не создали. Объясняется это прежде всего тем, что им не было известно строение глаза, а следовательно, и механизм зрения. Да и никто не предвидел в то время возможности получения изображения с помощью каких-либо приборов.
И только начиная с X в. н. э. ученые приступают к научным исследованиям в области оптики. Первым среди них был арабский ученый Альхазен (Ибн аль-Хайсан), написавший трактат «Сокровище оптики». В своей работе Альхазен наряду с разработкой основных законов оптики хотя и вскользь, но уже обращает внимание на то, что сферические стекла способны увеличивать рассматриваемые предметы. Однако дальше этого наблюдения автор трактата не пошел - он не понял его важности и не сумел увидеть всей широты практического применения подобных стекол.
В XIII в. пишет свои многочисленные научные труды, в которых много места отводится оптике, гениальный ученый средневековья францисканский монах Роджер Бэкон. В частности, он писал: «Прозрачные тела могут быть так обработаны, что отдельные предметы покажутся приближенными. Следовательно, прозорливый монах еще за 350 лет до изобретения первой зрительной трубы интуитивно предугадывал создание увеличительных оптических приборов.
В 1271 г. написал свой трактат в 10 книгах, полностью посвященный оптике, польский ученый Вителло. В этом капитальном труде получили дальнейшее развитие идеи и опыты Альхазена.
И все же ученые раннего средневековья, несмотря на имевшиеся к тому времени значительные теоретические труды по оптике, о практическом применении накопленных знаний пока не помышляли, т. е. оптика развивалась как чисто теоретическая наука. Даже очки, вещь крайне необходимая людям, и те были изобретены чисто случайно, без какой-либо помощи со стороны ученых. Более того, ученые не только не содействовали изобретению очков, а, наоборот, всячески мешали работе по их усовершенствованию, утверждая, что линзы искажают видимый мир, показывая его деформированным.
Согласно дошедшим до нас старинным итальянским хроникам, первые очковые линзы были изготовлены в 1285 г. Имя изобретателя очковых линз (вероятнее всего, им был простой мастеровой), несмотря на огромную значимость этого изобретения, осталось, к сожалению, неизвестным. Тем более что одна из хроник города Пизы утверждает, будто первым сделал очки «некто, не пожелавший открыть своей тайны». В то же время на одном из надгробий церкви «Санта Мария Моджоре» во Флоренции указывается, что под ним покоится прах изобретателя очков Сальвино Армати. Упоминаются и другие имена. По всей видимости, настоящий изобретатель очков не придавал особого значения своему открытию, а потому не оставил нам своего имени.
Итак, изобретение очковых стекол явилось первым шагом на пути практического применения оптических стекол. С этого времени, благодаря все возрастающей потребности в очках, начинает совершенствоваться обработка линз. Так, уже в 1301 г. Государственный совет Венеции специальным указом запретил использовать для изготовления очковых линз стекло плохого качества.
Кстати, слово «линза» происходит от названия распространенного в Италии стручкового растения - чечевицы. Именно так звучит название этого растения на итальянском языке. По этой причине в русской речи долгое время вместо слова «линза» употреблялось слово «чечевица».
Первые очковые линзы были собирательными и применялись для увеличения рассматриваемых предметов и коррекции дальнозоркости. Ими пользовались прежде всего гранильщики драгоценных камней, иллюстраторы и переписчики книг. Такие очки можно увидеть на фреске итальянского художника Томазо из Модены (1352 г.), на которой изображен читающий книгу кардинал Угоне. Перед глазами он держит линзу, вставленную в деревянную оправу. Оправа в том виде, в каком она существует ныне, была изобретена значительно позже. В XIV в. появились очки и для страдающих близорукостью. Изображение таких очков можно увидеть на портрете папы Льва X, выполненном Рафаэлем в 1517 - 1519 гг.
И только в конце XV в. благодаря научным исследованиям в области оптики Леонардо да Винчи намечается заметный сдвиг в сторону практической оптики. В своей научной работе Леонардо да Винчи большей частью руководствовался принципом тесной взаимосвязи теории и практики. Этому принципу он следовал и в изучении оптики. Здесь гениального итальянца интересовал самый широкий круг вопросов: физиологическая оптика (природа зрения, строение глаза - человеческого и животного, ход световых лучей в глазу, геометрическая оптика - ход лучей в линзах и камере-обскуре), аберрация оптических систем, фотометрия и пр. В 1509 г. ученый сконструировал станок для шлифовки вогнутых зеркал и линз, облегчив тем самым тяжелый труд работавших до этого вручную шлифовальщиков. В это же время он уделяет много времени усовершенствованию процесса изготовления очковых линз и добивается превосходных результатов. Для того чтобы лучше понять принцип действия глаза как оптической системы, Леонардо построил камеру-обскуру, которая явилась далеким прообразом современного фотоаппарата. Занявшись изучением аккомодации глаза, он пришел к выводу, что величина зрачка глаза обратно пропорциональна количеству света, попадающего в глаз: чем больше света - тем уже зрачок, чем меньше света - тем шире зрачок. Можно попутно вспомнить, что функции зрачка в фотоаппарате выполняет диафрагма объектива.
Существует также предположение, что Леонардо да Винчи первым изобрел телескоп. Во всяком случае имеются его рисунки с надписями, свидетельствующие, что он работал в этом направлении. Так, в рукописи Леонардо «Атлантический кодекс» можно прочитать: «Сделай очковые стекла для глаз, чтобы видеть Луну большой». Однако о том, был ли им сделан телескоп, достоверных сведений не имеется. Но и без этого вклад Леонардо да Винчи в оптику огромен.
Заслуживает упоминания еще один итальянский ученый, математик и физик Франческо Мавролик, занимавшийся многими вопросами оптики. Изучая линзы, он установил, что выпуклые линзы имеют свойство собирать световые лучи, а вогнутые - рассеивать их, а исследуя преломление в линзах световых лучей, он вплотную приблизился к открытию явления сферической аберрации. Приходится лишь сожалеть, что труд Мавролика по оптике, состоявший из двух книг, был опубликован только в 1611 г., через 57 лет после ее написания, когда автора давно уже не было в живых. Возможно, поэтому работы Мавролика не оказали в свое время заметного влияния на развитие прикладной оптики.
Подлинную революцию в практической оптике совершил замечательный итальянский ученый Галилео Галилей. Предполагается, что первый телескоп был сделан в 1604 г. 3. Янсеном, якобы по образцу некоего итальянца, который изобрел свой телескоп в 1590 г.
Едва до Галилея дошли слухи о существовании зрительной трубы, как он тотчас приступил к созданию собственного подобного прибора и в 1609 г. первым сумел создать телескоп с большим увеличением, состоявший из двух линз: выпуклой в качестве объектива и вогнутой в качестве окуляра. Заслуга ученого прежде всего в том, что свой телескоп он создал не эмпирическим путем, а на строго научной основе, сделав предварительный расчет и заведомо зная основные его характеристики. Заодно Галилей первым пришел к выводу, что технология изготовления линз для зрительных труб должна существенно отличаться от технологии изготовления очковых линз, и применение последних в зрительных трубах крайне нежелательно из-за их худшего качества, что могло отрицательно сказаться на дальнейшем усовершенствовании оптических приборов. Поэтому Галилей придавал шлифовке линз первостепенное значение и достиг в этом заметных результатов.
Успехи Галилея в практической оптике явились следствием того, что он первым понял, какую будущность сулят науке оптические приборы, причем приборы высокого качества. И действительно, уже при помощи своих телескопов Галилею удалось увидеть спутники Сатурна, горы и кратеры на Луне, пятна на Солнце, открыть фазы Венеры, рассмотреть сложную структуру Млечного Пути, что принесло ученому заслуженную славу и уважение современников.
Наряду с конструированием телескопов Галилей работал над созданием другого не менее необходимого для науки оптического прибора - микроскопа. И этот труд ученого увенчался успехом - вероятнее всего, в 1619 г. он стал изобретателем микроскопа.
В 1610 г. Галилей издал книгу «Звездный Вестник». Этот труд длительное время являлся ценным пособием для последующих оптиков в деле конструирования и изготовления оптических приборов.
Необходимо заметить, что оптикам первой половины XVII в. не были еще известны такие оптические явления, как интерференция и дифракция света, поэтому они не умели контролировать точность изготовления линз.
И результат их работы зависел, как правило, от воли случая - изготовляли по возможности больше линз и выбирали из них лучшие по качеству. Говоря современным языком, кпд тогдашней оптики был чрезвычайно низким. Тем не менее это считалось в порядке вещей по той причине, что иного выхода из такого положения никто не видел.
Первым, кому удалось открыть секрет контроля качества шлифовки линз, был итальянский математик и физик XVII в. Эванджелиста Торричелли. Искусству изготовления линз и оптических приборов Торричелли учился у Галилея и очень скоро достиг в этом деле невиданных дотоле результатов. Некоторые из сохранившихся в музеях его линз и сегодня поражают чрезвычайно высоким качеством, ни в чем не уступая современным. Причем это были не чисто случайные удачи, а результат открытого Торричелли способа контроля качества изготовления линз, о котором он неоднократно упоминал в письмах к разным лицам. В чем заключался этот способ, осталось тайной. Ученый, к сожалению, так и не открыл своего секрета, хотя, естественно, и стремился к этому. Дело в том, что великий герцог Тосканский, на службе у которого в качестве придворного математика находился Торричелли, категорически запретил разглашать секрет изготовления линз.
Как видим, основы прикладной оптики были заложены итальянскими учеными. В этом есть своя закономерность - могучая культура итальянского Ренессанса оказала огромное влияние на все области науки и техники, в том числе и на оптику. Но уже начиная с XVII в. прикладной оптикой начинают успешно заниматься ученые других европейских стран.
Так, следующий и весьма важный шаг в деле совершенствования прикладной оптики был сделан знаменитым немецким астрономом Иоганном Кеплером. Интерес к оптике у него пробудили занятия астрономией, а точнее, желание иметь телескоп лучший, чем те, которыми располагали в то время ученые. В 1610 г. Кеплер написал фундаментальный труд «Диоптрика», в котором рассмотрел широкий круг вопросов прикладной оптики. Ученый разработал принципиально новую систему телескопа, состоящего из двух положительных линз и дающего перевернутое изображение. В сравнении с трубой Галилея телескоп Кеплера имел целый ряд существенных преимуществ: большее увеличение, больший угол зрения, более отчетливое изображение, возможность получать в фокальной плоскости действительное изображение наблюдаемого объекта. Последнее свойство трубы Кеплера дало возможность использовать ее в качестве визирного инструмента, что позволило впоследствии создавать оптические измерительные приборы.
Сам Кеплер в отличие от Галилея не изготовил телескоп. Вероятнее всего, первым, кто сделал телескоп по схеме Кеплера, был X. Шейнер. Произошло это не позже 1613 г. Свой телескоп Шейнер применял для наблюдений за солнечными пятнами и потому назвал его гелиоскопом.
Зато Кеплер обнаружил, что изображение в центральной части объектива значительно резче изображения по его краям, и пришел к выводу, что наибольшая резкость будет наблюдаться при небольшом отверстии объектива. Другими словами, он установил, что для получения необходимой резкости объектив следует диафрагмировать. Это важное открытие Кеплера нашло со временем свое применение и в фотографии.
Без знания закона преломления света оптики не могли правильно рассчитывать сложные оптические системы. Открыть этот закон суждено было Рене Декарту, выдающемуся голландскому ученому XVII в., внесшему этим значительный вклад в развитие прикладной оптики. Своим открытием Декарт положил начало развитию теории аберраций оптических систем. Чтобы исправить сферическую аберрацию, Декарт применял комбинирование сферических линз с гиперболическими и эллиптическими. Этому вопросу он посвятил восьмую главу своей книги «Диоптрика». Таким образом, Декарт является одним из основоположников асферической оптики.
Большой вклад в разработку теорий сферической и хроматической аберраций и методов их устранения внес другой голландец, астроном Христиан Гюйгенс. Он также продолжительное время работал над теорией оптических инструментов, в первую очередь телескопов и микроскопов. В частности, в 1662 г. Гюйгенсом была предложена новая система окуляра, состоящего из двух положительных линз со значительным расстоянием между ними, что позволило исправить ряд аберраций (хроматическую, астигматизм и др.). Окуляр Гюйгенса по сей день применяется в некоторых оптических системах.
Немало выдающихся открытий в области оптики принадлежит великому английскому ученому Исааку Ньютону. Он успешно занимался многими вопросами, связанными с прикладной оптикой: созданием ахроматических оптических систем, конструированием более совершенных зеркальных телескопов, улучшением технологии изготовления линз и сферических зеркал, устранением различного рода аберраций, изучением спектроскопии.
В 1668 г. Ньютон сделал одно из самых важных открытий в оптике. Он установил, что качество изображения в оптических приборах зависит не только от сферической аберрации, как считалось до этого, но в равной степени и от хроматической аберрации, т. е. от неоднородности световых лучей. При этом он вывел формулу для вычисления хроматической аберрации, и этой формулой без каких-либо существенных изменений пользуются и современные оптики.
В результате сделанного им открытия Ньютон пришел к выводу, что дальнейшее усовершенствование линзовых телескопов не даст желаемых результатов из-за того, что избавиться от присущей линзам хроматической аберрации якобы невозможно. Этот, как выяснилось позже, ошибочный вывод Ньютона, пользовавшегося непререкаемым авторитетом в научных кругах, отрицательно сказался на дальнейшем развитии прикладной оптики, на многие десятки лет затормозив конструирование линзовых телескопов. Выход из положения Ньютон видел в замене линзовых объективов вогнутыми сферическими зеркалами, которые лишены хроматической аберрации (нелишним будет напомнить, что в конструкцию известных советских фотографических объективов типа МТО положена идея Ньютона). В подтверждение своей правоты Ньютон собственноручно построил несколько зеркальных телескопов и добился блестящих результатов. Результаты исследований в области оптики ученый изложил в одном из своих главных научных трудов «Оптика» и в знаменитых «Лекциях по оптике». Таким образом, благодаря Ньютону была открыта новая эра в телескопостроении. В то же время, как говорилось выше, его ошибка явилась причиной длительного застоя в конструировании линзовых оптических систем.
Исправить эту ошибку английского ученого пришлось выдающемуся русскому математику немецкого происхождения, члену Петербургской Академии наук Леонардо Эйлеру. Оптика занимала далеко не последнее место в широком кругу научных интересов талантливого ученого. При этом изучение оптики базировалось у него на солидной математической основе, что позволило Эйлеру внести огромный вклад в теорию расчета и конструирования оптических систем. Эйлер одним из первых выступил против утверждения Ньютона о невозможности устранения в оптических системах хроматической аберрации, а в 1747 г. первым высказался о том, что проблема создания ахроматического объектива является разрешимой. Чтобы подтвердить свои расчеты, Эйлер провел серию успешных опытов, в результате которых путем комбинирования двух линз с различным показателем преломления добился ощутимого уменьшения хроматической аберрации. Так было положено начало созданию ахроматических объективов. В 1758 г., пользуясь результатами исследований Эйлера, известный английский оптик Д. Доллонд, который, кстати, вначале резко отрицательно отнесся к открытию русского ученого, создал первый ахроматический объектив для телескопа, состоящий из двух линз, изготовленных из стекол с различной дисперсией - кронгласа и флинтгласа.
Затем Эйлер произвел расчеты сложных ахроматических систем, число линз в которых доходило до 10. Эти расчеты Эйлера были взяты впоследствии за основу при расчетах и конструировании фотографических объективов-ахроматов.
Пользуясь теорией Эйлера, один из его учеников Н. Фусс издал в 1774 г. пособие для оптиков с таблицами для расчета оптических систем, а другой его ученик академик Ф. Эпинус в 1784 г. сконструировал первый в мире ахроматический микроскоп. Таким образом, благодаря трудам Эйлера Россия в XVIII в. вышла на передовые рубежи в мире по достижениям в прикладной оптике.
Большой вклад в развитие прикладной оптики и конструирование различных оптических приборов внес также Михаил Васильевич Ломоносов. Так, в 1756 г. им была создана так называемая ночезрительная труба, положившая начало конструированию светосильных оптических систем. Кроме того, Ломоносов изобрел «горизонтоскоп», который стал прообразом перископа, и «батископ» - прибор для подводных наблюдений, успешно трудился над улучшением телескопов и микроскопов.
В 1819 г. французский физик О. Ж. Френель изобрел оригинальную по конструкции ступенчатую линзу. Она предназначалась для увеличения яркости огней маяков и имела при этом по сравнению с обычными равнозначными линзами незначительные толщину и вес. В наши дни эта линза, известная под названием «линза Френеля», нашла применение в видоискателях некоторых типов фотокамер («Любитель»).
Поделиться книгой: