Top.Mail.Ru
технологии и наука

Увидеть все

Фото: 123rf / Legion-Media Фото: 123rf / Legion-Media

В изобретении знаменитой цейсовской оптики, кроме самого Карла Цейса, принимали участие математик Эрнст Аббе и химик Отто Шотт. В 1880-х в Йене они создали высокотехнологичное производство, которое оставило след во многих сферах деятельности — от фотографии до вооружения, медицины и астрономии. 

Стекло как результат удара молнии в кварцевый песок в природе встречается. Первое же искусственное стекло начали производить в Месопотамии около 3000 лет назад, тогда ассирийцы научились делать подобие увеличительных линз и даже смогли рассмотреть с их помощью звездное небо. Но настоящее увеличительное стекло — а вместе с ним подзорные трубы и телескопы — изобрели голландцы в XV веке, используя стекло, привозившееся из Венеции.

Дальнейшая история оптики представляет собой лишь попытки усовершенствовать увеличительное стекло. Другими словами, к тому моменту, когда Карл Цейс в середине XIX столетия начал работать со стеклом, стеклянные линзы уже были известным инструментом для увеличения изображения. Вопрос заключался лишь в качестве. И Цейс нашел на него ответ.

Закон синусов

Карл, пятый из двенадцати детей в семье краснодеревщика Йоганна Цейса, родился в 1816 году в Веймаре. Ремесло отца приносило неплохой доход: дети даже закончили школу. В 18 лет молодой человек перебрался в Йену, устроившись подмастерьем-стажером в мастерскую Фридриха Кернера. Тот служил механиком и одновременно читал лекции в Йенском университете. Статус стажера давал право посещать лекции в том же университете, чем Цейс и воспользовался, прослушав курсы физики, оптики, минералогии и антропологии. Параллельно Карл участвовал в экспериментах доктора Кернера по плавке и шлифовке стекла, благодаря чему научился обрабатывать линзы. Это и стало его специализацией.

Цейс начал брать заказы на ремонт приборов из физических и химических лабораторий Института естественных наук Йенского университета, главным механиком которого он был позже назначен. Поездив несколько лет по стране и набравшись опыта у других мастеров-оптиков, в ноябре 1846 года уже 30-летний Карл Цейс вернулся в Йену и открыл собственную мастерскую по ремонту оборудования. Он также перепродавал телескопы, весы и термометры других производителей. Но главной его мечтой являлось создание собственной оптики.

Карл нанял помощников и начал с производства луп, а через год закончил свой первый микроскоп. Процесс был длительным, трудоемким и дорогостоящим. Каждый объектив делался методом проб и ошибок. Цейс накладывал одну на другую десять линз, и качество каждой из них было, по сути, делом случая. Будучи перфекционистом по натуре, Карл просто разбивал микроскопы, не удовлетворявшие его высоким требованиям точности. В первый год работы мастерская выпустила лишь 23 прибора. В 1861 году линзы Цейса удостоились золотой медали на промышленной выставке в Тюрингии.

Но самого мастера волновало отсутствие стабильности качества. Цейс понимал, что в производстве сложной оптики она невозможна без проведения фундаментальных научных исследований, и искал человека, который бы мог ему помочь. В 1866 году, продав свой тысячный микроскоп, он нашел нужного специалиста в университетской среде в лице преподавателя физики и математики Эрнста Аббе.

У 25-летнего Аббе была репутация вундеркинда. Он был сыном рабочего, добившимся докторской степени и должности приват-доцента. Шесть лет ушло на исследования, но в результате Аббе вывел так называемый «закон синусов» — теорию, позволяющую с высокой точностью рассчитывать свойства линз, а следовательно, стабильно выпускать микроскопы большего разрешения, чем все, что выпускалось до этого. На основании расчетов Аббе в 1872 году был создан микроскоп, ставший «прародителем» всех современных микроскопов. Кроме того, Аббе изобрел приборы для контроля качества и изменения характеристик линз в процессе производства и был инициатором системы узкой специализации работников. Все это позволило оптимизировать производственный процесс. Можно сказать, что успешный ученый оставил академическую карьеру и полностью посвятил себя бизнесу, но жалеть ему не пришлось: в 1875 году Карл Цейс сделал его равноправным партнером и совладельцем компании Carl Zeiss Works.

Микроскоп ЦейсаФото: ZEISS Group

На пути к совершенству

Математические расчеты Аббе выводили создание микроскопов на невиданный прежде уровень, но без соответствующих материалов это была лишь теория. На тот момент ассортимент стекла был ограниченным, и среди него не имелось стекла нужного качества для массового производства линз. Тогда Аббе в университетских кругах Йены познакомился с химиком Отто Шоттом.

30-летний Шотт имел уникальный опыт в работе со стеклом. В частности, он изучал зависимость свойств оптического стекла от его химического состава.В 1882 г. Цейс и Аббе привлекли его к сотрудничеству, а через два года к ним присоединился Цейс-младший, Родерих. Вместе они открыли исследовательскую лабораторию, позже превратившуюся в отдельное предприятие Jenaer Glaswerk Schott&Genossen. Через четыре года лаборатория выпускала уже 44 вида стекла, включая термо- и химически устойчивое боросиликатное стекло (оно, кстати, до сих пор выпускается и широко используется).

Но более важным вкладом Шотта стало стекло, полностью соответствовавшее условиям закона синусов. Из этого материала были сделаны апохроматические линзы, являвшиеся частью объективов Цейса. Апохроматы значительно снижали, а то и совсем устраняли искажения цвета, тем самым выводя микроскопы на новый уровень качества.

Последним недостающим элементом в создании современного микроскопа была подсветка. Эта проблема решилась в самом начале XX века, когда к команде Цейса присоединился физик Август Келер. Он привнес новую технологию — подсветку Келера, метод равномерного освещения поля зрения, что улучшало качество микроскопа. Этого Карл Цейс уже не увидел. Он умер в 1888-м, за год с небольшим до того отпраздновав 70-летие, которое, кстати, отмечалось в Йене как общегородской праздник.

Здоровье основателя компании подорвала работа: он всю жизнь был слишком сосредоточен на идее создания лучшего в мире микроскопа и практически не отдыхал. Производство Carl Zeiss Works постоянно расширялось. Если за первые два десятка лет фирма изготовила около тысячи микроскопов, то в 1880-х ежегодно производилось в два раза больше.

Уже при жизни Цейса к марке пришло признание, причем не только в Германии, но и на международном рынке. Карл сам представлял фирму на Всемирной выставке в Париже в 1867 году. В конце XIX века около двух третей продукции Zeiss продавалось за границу. В 1900-х Европу опоясала сеть филиалов и официальных представителей фирмы. К тому моменту компания стала «Товариществом Карл Цейс» (Carl-Zeiss-Stiftung).

Цейс и товарищи

Инициатором изменений в системе управления стал Эрнст Аббе, де-факто оказавшийся после смерти Цейса-старшего единственным владельцем предприятия (Родерих покинул компанию после кончины отца). Аббе отказался от единоличного руководства бизнесом, учредив в 1891 году новую структуру, и компанией стали управлять несколько членов совета директоров. Это обеспечивало преемственность управленческой политики и страховало фирму от потрясений в случае смерти или ухода одного из управляющих. Так, в 1903 году, после отхода от дел самого Аббе, завещавшего свое состояние товариществу, ответственность за предприятие перешла к Отто Шотту и другим членам правления.

В разные годы лидерами товарищества были и иные выдающиеся умы. Например, Вальтер Бауэрсфельд, придумавший модель планетария и входивший в правление Carl-Zeiss-Stiftung с 1908 по 1959 годы. Кроме того, в правление товарищества по уставу, написанному Аббе, входили представители рабочих предприятия, государственных органов и университета Йены.

Под куполом

Идею первого подобия планетария приписывают Архимеду. В начале 1650-х в Германии появился так называемый Готторпский глобус-планетарий, сделанный по распоряжению герцога Фридриха III. Он представлял собой шар диаметром около четырех метров и весом три тонны, внутри которого помещались несколько человек. Звездная карта была нанесена на внутреннюю сторону сферы, последняя вращалась вокруг зрителей, приводимая в движение водяным приводом.

В XVIII столетии для ирландского графа Оррери придумали гелиоцентрическую модель Солнечной системы. Такие модели стали называть по имени заказчика. Устройство с часовым механизмом представляло собой сферу (Солнце) и вращавшиеся вокруг нее на концах шестов планеты. Модели Оррери давали представление о положении планет относительно Солнца, но из-за своего малого размера не предназначались для широкой публики.

Адам Уокер с сыновьями ставил в начале XIX века астрономические шоу с элементами иллюзии: планеты и их спутники зависали в воздухе перед зрителями. Примерно тогда же появились прозрачные модели Оррери. В 1825 г. Уильям Кичнер собрал гигантскую по тем временам модель Оррери — 13 м в диаметре. Но все эти и подобные устройства приносили астрономическую точность в жертву зрелищности.

Проект реалистичной и одновременно объемной модели звездного неба задумал почти век спустя основатель мюнхенского Немецкого музея Оскар фон Миллер. Его первоначальная идея заключалась в создании большой металлической перфорированной конструкции с платформой для зрителей посередине. Как задумал Миллер, сфера должна была освещаться снаружи, а сидящие внутри могли бы рассматривать светящиеся созвездия. Но когда фон Миллер в 1919 г. обратился с этим заказом в компанию Carl Zeiss, у главного инженера и члена правления Вальтера Бауэрсфельда возник иной план. Он предложил оставить купол планетария статичным, а изображения созвездий высвечивать на нем проектором.

Новая конструкция значительно упрощала эксплуатацию планетария, хоть и была непростой задачей для инженеров. На создание первого «чуда Йены» потребовалось пять лет, в течение которых над проектом работал целый штат ученых и инженеров во главе с Бауэрсфельдом. Первый проекционный планетарий фирмы Carl Zeiss был представлен в 1925 г. Немецким музеем и стал прототипом всех современных проекций звездного неба.

прочитать весь текст

Компания финансировала несколько университетских и городских проектов, включая строительство нового учебного корпуса в 1908 году, библиотеку, лекционный зал, школу оптиков, детскую больницу и даже общественные бани. Предусматривавший, в частности, пенсии и больничные листы для работников, устав товарищества был настолько социально ориентирован, что позже его взяли за образец при разработке социального законодательства Пруссии.

Всю эту общественную и социальную активность делало возможным экономическое процветание компании, а его обеспечивал спрос на оптику Цейса, ассортимент которой расширялся. Во времена Карла Цейса фирма выпускала в основном микроскопы, а в 1890 году наладила производство фотообъективов. Позже добавились измерительные приборы, телескопы, бинокли, геодезические приборы, медицинская техника, стекла для очков и проекторы для планетариев.

В конце ХХ века объективами Carl Zeiss стали снимать кино. Например, это несколько лент Стэнли Кубрика, а позже трилогия «Властелин колец». В 2012 году инженеры компании Уве Вебер и Юрген Ноффке даже получили «технического» «Оскара» за вклад в киноискусство, который внесли изобретенные ими линзы Master Prime.

Компания ЦейсФото: Global Look Press

Два мира — две системы

Маленькая мастерская Карла Цейса, где он когда-то трудился один, к 1930-м превратилась в крупное промышленное предприятие со штатом в несколько тысяч человек, к тому же выпускавшее высокотехнологичную продукцию. Понятно, что в периоды политических потрясений такие предприятия становятся стратегически важными козырями в руках противоборствующих сторон. Это случилось и с компанией Цейса.

В 1934 году власть в правлении товарищества попытались захватить национал-социалисты, но, что характерно, им это не удалось. Во время Второй мировой у компании появился новый источник прибыли — оптические прицелы, перископы и т.д. С другой стороны, производство оптики для нацистской Германии делало фабрики Цейса мишенями бомбардировок союзников, хоть основные мощности предприятия уцелели.

Поражение фашистской Германии имело для компании тяжелые последствия. Йена оказалась в советской зоне оккупации, и часть спецов основала компанию в западно-германском Оберкохене. Завод в Йене был национализирован и стал народным предприятием VEB Carl Zeiss Jena.

Десятилетия производства оспаривали друг у друга права на торговую марку Carl Zeiss. Судебная тяжба, начавшаяся в 1954 г., длилась почти 18 лет. В 1971 г. в Лондоне две фирмы наконец договорились. По соглашению обе могли использовать торговую марку Carl Zeiss, но только на своих территориях. За их пределами фирма из Оберкохена должна была торговать под брендом Opton, а VEB Carl Zeiss Jena предписывалось использовать обозначение Jenoptik. Впрочем, все это перестало иметь значение после объединения Германии.

Еще по теме