§ 12.5. Эрнст Аббе – преподаватель и предприниматель
Эрнст Карл Аббе родился 23 января 1840 года в Эйзенахе в небогатой семье. В 1857 году после окончания гимназии он прибыл в Йену для изучения математики, физики и философии, т.е. для получения классического образования. Город славился своим университетом, которому к тому времени исполнилось 300 лет.
Аббе – преподаватель. В 24 года Аббе стал преподавателем Йенского университета в качестве приват-доцента по математике, физике и астрономии. В начале своей педагогической деятельности Аббе читал отдельные курсы по математике, физике, механике, измерительным инструментам. Позднее все свое внимание он уделил курсу оптики. Так, по теории оптических приборов Аббе прочитал за период 1869 - 1891 г. 11 курсов лекций. Он читал специальные курсы по аналитической и математической оптике, а также по технике оптического эксперимента. Наряду с чтением лекций Аббе вел практические занятия со студентами. Необходимость ремонта университетского оборудования для проведения физического практикума постоянно приводила его в мастерские Цейсса, где они и познакомились.
Аббе – предприниматель. Аббе заинтересовался научнотехнической задачей, поставленной перед ним Цейссом. Но она оказалась настолько огромной, что потребовала целых 20 лет его жизни. Аббе начал с того, что разработал большое число контрольноизмерительных приборов. Достаточно указать хотя бы на фокометр (1867), рефрактометр (1869), апертометр (1870), сферометр, толщиномер, компаратор и др. Еще до Аббе в мастерских использовался метод контроля оптических поверхностей с помощью стекла Фраунгофера (пробного стекла). Но при Аббе этот контроль стал обязательным.
Началась работа Аббе с обескураживающих неудач. Первые микрообъективы, созданные на основе оптических расчетов, оказались хуже тех, которые были изготовлены «по старинке» методом «подбора». Прошел год или два, прежде чем Аббе разобрался в этом вопросе. После чего расчет новых объективов пошел сравнительно быстрыми темпами. Производственные успехи начались с 1871 года, а первый материальный успех 32-летний экстраординарный профессор Аббе ощутил через год, когда получил свою долю прибыли, которая ему причиталась в соответствии с договором Цейсса. Эта доля в полтора раза превышала его университетский оклад. Следующий договор (1875) определил весь дальнейший жизненный путь Аббе. Однако он с тяжелым сердцем вынужден был, согласно договору, дать обещание не расширять сферы своей деятельности в университете.
Для расчета объективов Аббе нужны были новые сорта стекол. После того, как стекольные заводы отказали ему в помощи, Аббе занялся организацией стекловарения. В лице доктора Отто Шотта он нашел единомышленника и компаньона в деле изготовления оптических стекол с заданными параметрами. В 1886 году появился первый каталог различных марок стекол, выпускаемых фирмой «Гластехнишес лабораториум Шотт унд Геноссен», которую в Йене основали Аббе, Шотт и Цейс (рис. 12.2.).
Рис.12.2. Основатели фирмы «Гластехнишес лабораториум Шотт унд Геноссен»
Рис. 12.3. Рисунки микроскопа, кронштейна с конденсором Аббе и зеркалом, узлы рисовального прибора и апертометра Аббе.
После смерти Карла Цейсса в 1888 году именно Эрнст Аббе стал единственным владельцем оптических мастерских фирмы «Карл Цейсс Йена», кроме того, он был совладельцем Йенского стекольного завода фирмы «Шотт унд Геноссен».
Все, что принадлежало Аббе, за исключением законной части наследства для его семьи, он передал основанной им новой фирме «Карл Цейсс Штифтунг», т.е. фонда им. Карла Цейсса. Целями этого благотворительного фонда являлись:
1. Забота о развитии отраслей наукоемкой промышленности.
2. Оказание помощи в проведении научных работ в области математики и образовании путем передачи средств университету в Йене.
Из фонда поступали большие суммы на дотации студентам, на строительство и содержание университета, на проведение исследовательских работ и т.д. Аббе считал, что науке по праву принадлежит часть доходов промышленности. Аббе стал первым университетским преподавателем физики и математики нового типа, который к проблемам технического характера относился не менее серьезно, чем к научным.
§ 12.6. Теория Аббе в изложении его учеников
Выдающиеся научные достижения Аббе как физика были сделаны им в области теории микроскопа. Работа Аббе представляет собой первый исчерпывающий анализ оптического изображения в микроскопе от источника до приемника.
Однако прошло более трех десятилетий с момента выхода в свет его первой фундаментальной работы, а в печати не появилось за это время подготовленных статей об усовершенствовании теории образования изображения в микроскопе, хотя успехи фирмы были на лицо.
Отто Люммер (1860 - 1925), прослушавший зимой 1887 года курс лекций Аббе для узкого круга специалистов, счел своим долгом совместно с теоретиком Фрицем Рейхе обработать записанные им лекции. В результате им удалось создать теорию образования изображения несамосветящихся объектов и, тем самым, дать полное аналитическое изложение теории Аббе. При выводе общего выражения Люммер и Рейхе пошли дальше Аббе. Они использовали более современный принцип Кирхгофа и теорию Максвелла, в то время как Аббе исходил из принципа Гюйгенса-Френеля. Люммер в учебнике по физике привел популярное изложение этой теории. Только благодаря истолкованиям Люммера теория Аббе стала достоянием всех физиков. В 1893 году Чапеки опубликовал обработку идей Аббе под названием «Теория оптических приборов по Аббе», для которой сам Аббе не нашел времени.
Выдающихся научных успехов Аббе достиг в узкой области теории образования изображения несамосветящихся предметов и теории оптических приборов. Но его не менее выдающиеся достижения в области техники состоят в том, что он наладил серийный выпуск микроскопов с разрешающей способностью, достигшей теоретического предела.
Эрнст Аббе в течение нескольких десятилетий одновременно исполнял обязанности преподавателя университета, ученого и промышленника. Его деятельность в Йене является ярким примером того, как плодотворно может быть сочетание науки и практики. Пожалуй, трудно привести более наглядный пример внедрения достижений науки в практику. Аббе умер 14 января 1905 года.
Для современного оптика жизнь и творчество Аббе являются достойным примером для подражания. Многие его идеи продолжают оставаться актуальными и будоражат умы ученых и в наши дни.
§ 12.7. Как реагировала биология на достижения микроскопии
В результате работ Аббе микроскоп стал высококачественным исследовательским инструментом. Со времени Пастера и Коха бактериология получила грандиозное развитие и, конечно, использовала каждое достижение микроскопии, находя все новые и новые виды микробов, новые возбудители болезней.
Не менее захватывающая задача возникла в цитологии. Вопрос касается механизма деления клеток. Начиная с 90-х годов XIX столетия, был установлен процесс деления клеток, причем общий для животного и растительного мира. В определенный момент жизни клетки ядро начинает походить на клубок спутанных нитей. Это так называемые хромосомы. Они делятся вдоль, каждая надвое; один набор половинок каждой хромосомы отходит к одному полюсу клетки, другой — к другому. И клетка делится пополам. Длина хромосом составляет несколько микрон, а ширина - меньше одного микрона. Цитология поставила задачу: разобраться в каждом малом участке хромосомы. Это и есть знаменитый ген — единица наследственности.