• Страница 0 - название энциклопедической статьи.
  • Страницы 1, ... - доп. материал, связанный с энциклопедической статьей, указывать в "Ссылки".
  • Страница: инфо , 0 , 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 , 13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18 , 19 , 20 , 21 , 22 , 23 , 24 , 25

Сын ткача подает большие надежды[править | править код]

23 января 1840 года в Германии в городе Эйзенахе родился Эрнст Аббе. Отцом будущего ученого стал Адам Аббе, ткач с фабрики Эйхеля. Мать, урожденная Бархфельд, занималась домашним хозяйством, воспитывала детей – Эрнста и его сестру. Семья жила на старой мельнице и часто нуждалась в средствах. В 1846 году шестилетний Аббе поступил в народную школу. Учителя, сразу выявившие неординарные способности Эрнста, советовали отцу определить ребенка в лучшую школу города, но денег на обучение не было.

События 18481849 годов не могли не оставить след в душе маленького Эрнста Аббе. Повсюду возникали подпольные революционные кружки. Отец вступил в один из них. Угроза ареста единственного кормильца держала семью в постоянном напряжении. Все это так или иначе откладывалось в памяти Эрнста и повлияло в дальнейшем на формирование жизненных принципов ученого.

В 1850 году Эрнст Аббе поступил в реальную гимназию Эйзенаха. Сын ткача получил такую возможность только благодаря своей несомненной одаренности. Фабрике требовались квалифицированные кадры – грамотные рабочие. Любимыми предметами Эрнста стали математика и физика, преуспевал мальчик и в остальных науках. На протяжении всего обучения он оставался лучшим учеником. Но по окончании гимназии перед 17-летним Эрнстом Аббе, получившим наивысшую оценку за дипломную работу по геометрической оптике, оказалась не лучшая перспектива – стать высококвалифицированным рабочим. В последующем образовании одаренного юноши дирекция фабрики не была заинтересована. Надо отдать должное отцу Эрнста, который нашел средства и сумел внести начальную плату за обучение сына в университете. Не произойди этого, мир потерял бы замечательного ученого. О дальнейшей судьбе Адама Аббе сохранилось мало сведений. Мать Эрнста умерла от чахотки, когда юноше исполнилось 18 лет. В 1857 году молодой Аббе покинул родной город, чтобы оказаться в Йене и стать студентом Йенского университета.

Два года в «Альма-Матер»[править | править код]

Тихий уютный городок Йена славился небольшим университетом. Здесь преподавателями Аббе стали такие известные ученые, как физик Карл Снелль, математик Герман Шейфер и др. Молодому человеку из семьи рабочего, не получавшему материальной поддержки от родителей, приходилось жить очень скромно. Юноша зарабатывал на жизнь частными уроками. Он отказывал себе в самом необходимом. Но привычная с раннего детства нужда не явилась препятствием на пути получения знаний. Эрнст Аббе и здесь был лучшим из лучших. Так, например, он победил в конкурсе, организованном философским факультетом, получил медаль и премию в 40 талеров. Еще никому не известный Аббе выступил с докладом в математическом обществе. Доклад наделал много шума и обратил внимание ученых на одаренного юношу. Вот как пишет об этих событиях В. А. Гуриков: «3 июня 1858 г. Аббе выступил с докладом “Индуктивное доказательство эквивалентности тепла и работы для перманентных газов” в Йенском математическом обществе, которым в те годы руководил Г. Шейфер. Конкурсная работа Аббе, по словам куратора Йенского университета М. Зеебека, “вызвала особое удовлетворение компетентных членов факультета, хотя Аббе учился только на третьем семестре и не имел никакой помощи со стороны. Его учителя заверяют, что он, без сомнения, является прирожденным ученым”. Зеебек далее рекомендовал Аббе влиятельным должностным лицам как человека, которому “в будущем вполне можно оказать покровительство и милость”»[1].

Именно в это время молодой человек впервые ознакомился с работой мастерской Карла Цейсса, в которой проходили иногда практические занятия у студентов университета. Однако, проучившись в Йене два года, 30 апреля 1859 года Эрнст Аббе переводится в Геттингенский университет. Именно там был сконцентрирован лучший в Германии преподавательский состав по интересующим его предметам. Там трудились, например, выдающийся физик и экспериментатор Вильгельм Вебер, известнейший математик и физик Берхард Риман — создатель одной из неевклидовых геометрий.

Преподаватели Геттингенского университета не могли не заметить Эрнста Аббе и не разглядеть в нем прирожденного ученого. Математика, физика и астрономия постоянно занимали его ум. Долговязый молодой человек с необычайно длинными руками и ногами выглядел нелепым, странноватым, он казался одержимым науками! Аббе страдал от редчайшего наследственного заболевания – синдрома Марфана, при котором характерны худое тело, непропорциональные длинные и тонкие конечности, легко отгибающиеся назад пальцы рук, «птичий нос», нарушения сердечно-сосудистой системы и т.д. Но главное, у больных происходит постоянный выброс в кровь катехоламинов, в том числе и адреналина. Адреналиновый допинг – мощный стимул интеллектуальной деятельности. Этим, наверное, и объяснялась необычайная работоспособность ученого на протяжении всей жизни.

Докторскую диссертацию «Эмпирическое обоснование закона эквивалентности тепла и механической работы» Эрнст Аббе защитил 16 марта 1861 года. Вильгельм Вебер дал этой диссертации высшую оценку. После защиты Аббе стал ассистентом Геттингенской астрономической обсерватории. Неплохо для сына ткача! Но он не мог удовлетвориться достигнутым. Вскоре он получил место доцента в Физическом институте во Франкфурте-на-Майне. Трудился с удвоенной энергией, не оставляя себе ни минуты отдыха. Впрочем, нет! Однажды Аббе все же отправился в родной Эйзенах на отдых. Там он «совершенно случайно» написал работу «О закономерностях в распределении ошибок при серийных наблюдениях», благодаря которой стал доцентом уже философского факультета. Это было не удивительно, поскольку молодой ученый всегда любил участвовать в спонтанных диспутах на философские темы. Диплом магистра Эрнст Аббе получил 12 августа 1863 года.

Йена и Аббе[править | править код]

Маленький уютный городок Йена утопает в зелени. Университетская братия – студенты, преподаватели, профессора – одна большая семья, у которой свои традиции, свой дух, своя история. Судьба Эрнста Аббе оказалась навечно переплетена с судьбой Йены и университета. Осенью 1836 года он вернулся в город, который прославится на весь мир благодаря его имени. В Йене его ждала должность приват-доцента. Сначала Эрнст Аббе читал для студентов курсы лекций по математике, физике, механике, измерительным приборам, позднее – лекции по оптике: аналитической и математической оптике и технике оптического эксперимента. Студенты вспоминали, что преподаватель редко ограничивался теорией. Он стремился ознакомить их с практической оптикой, и часто лекции заканчивались демонстрацией опытов. В Йенском университете Эрнст Аббе обрел истинных друзей и соратников: профессора физики К. Снелля, профессора философии Г.Фишера, известного физика М. Зеебека. В 1870 году Аббе становится экстраординарным, а в 1878-м – уже ординарным профессором университета.

Удивительно, что в жизни ученого, полностью погруженного в мир цифр, экспериментов и научных трудов, нашлось все же время для любви. Правда, избранницей Аббе стала девушка, которую, наверное, он видел чаще других. В 1873 году молодой профессор женился на дочери своего коллеги Карла Снелля – Эльзе. Он отказался от венчания, навлекая на себя град пересудов и неудовольствие со стороны обывателей. Но Эрнст Аббе был атеистом. В сердце ученого-скептика не было места для Бога.

Теория и практика[править | править код]

Аббе.png

С 1866 года начинается сотрудничество Эрнста Аббе и Карла Цейсса. «Как доцент Аббе показал свое пристрастие к астрономии и прикладной математике, – писал А. Зонненфельд, – и это, вероятно, и было причиной, почему Карл Цейсс обратился именно к нему».[2] Рудольф Иобст считал, что «успешное сочетание научной и практической деятельности на предприятии Карла Цейсса привлекло внимание профессора физики и математики Йенского университета Эрнста Аббе».[3] Можно сколько угодно спорить о том, кто был главнее в этом тандеме, о том, чей вклад в развитие фирмы ценнее, но так или иначе от этого сотрудничества выиграли не только К. Цейсс и Э. Аббе, но и оптика как наука и отрасль промышленности.

Карл Цейсс выпустил свой первый микроскоп в 1847 году. К тому времени, когда Аббе пришел на предприятие, была изготовлена уже тысяча микроскопов. Но предприниматель и практик Цейсс не был удовлетворен успехами, ему не хватало знания теории для достижения цели, для производства принципиально новых микроскопов. Он всегда стремился привлекать к производству талантливых и неординарных людей. Приглашенный 26-летний приват-доцент Йенского университета оказался поистине находкой для фирмы.

До его появления изготовление микроскопов на предприятии происходило в основном эмпирическим путем. С первых дней сотрудничества Эрнст Аббе стремился поставить производство оптических приборов на научную основу. «Вскоре он понял всю ценность новой работы – бесподобная область применения для математики с перспективой на успех».[4]

Европейская традиция создания оптических инструментов насчитывала уже около трех веков. За это время микроскопические теории претерпевали различные изменения, что позволяло постепенно совершенствовать качество получаемого в микроскопе изображения. В период середина ХIХ — начало ХХ века произошло множество революционных открытий в различных областях естествознания. Бурное развитие науки требовало создания приборов, обеспечивающих более точное наблюдение различных объектов. Однако дальнейшее улучшение изображения было связано с устранением погрешностей оптических систем (то есть сферической и хроматической аберрации).

«При наличии сферической аберрации близкие к оси лучи, падающие на линзу, после прохождения через ее различные участки пересекают оптическую ось в разных точках, в силу чего изображение точки получается в виде диска с неоднородным распределением освещенности. Из-за хроматической аберрации луч белого света после прохождения через линзу распадается на ряд лучей различных цветов, которые пересекают оптическую ось в разных точках – за счет зависимости фокусного расстояния линзы от длины волны падающего света, образованной дисперсией света».[5] Одним словом, качество изображения оставляло желать лучшего! А ведь помимо улучшения качества изображения необходимо было обеспечить максимальное увеличение. Для достижения этих целей оптики перешли к использованию короткофокусных объективов.

Разрешающая способность микроскопа зависела от апертуры – угла между крайними лучами, идущими от объекта к краям объектива. Но в короткофокусных объективах с большой апертурой погрешности оптических систем достигали очень больших величин. Попытки повысить качество микроскопов и рассчитать их по законам геометрической оптики не давали желаемых результатов. Эрнст Аббе обращается к оптике физической. Физическая оптика и математика должны были стать во главу угла при конструировании и производстве оптических приборов. Ученый показал, какую роль в образовании изображения играет объектив и окуляр микроскопа, дал подробную классификацию аберраций. «Но самой большой заслугой Аббе стало установление тех пределов, которые ставит перед конструкторами оптических систем волновая природа света».[6] Многострадальная теория Аббе о дифракции света постоянно подвергалась беспощадной критике как до, так и после смерти ученого. Но современная квантовая оптика полностью подтвердила ее правильность.

Согласно теории «числовая апертура определяет ряд важнейших свойств микроскопа: яркость изображения, степень сходства изображения с предметом и т.п. Чем больше числовая апертура, тем более мелкие подробности объекта наблюдения можно рассмотреть в микроскоп. Из теории следует, однако, что видеть в микроскоп объекты с размерами, меньшими половины световой волны, нельзя!»[7] К сожалению, даже последователи Аббе опирались в основном на геометрическую теорию оптического изображения и уделяли меньше внимания его теории дифракции.

Показав, что разрешающая способность микроскопов не беспредельна и ограничена волновой природой света, Аббе достиг блестящих успехов в деле расчета оптической системы микроскопа, свободной от аберраций (ошибок), которые такая система образовывает. Огромную роль в этом сыграл открытый им самим закон синусов. Соблюдение условия синусов при расчетах оптических систем позволяет сохранять резкость изображения. Интересно, что все существовавшие ранее микроскопы, выполненные на глазок, но имеющие по воле случая резкость и четкость изображения, соответствовали, как оказалось, этому закону синусов!

Примечания[править | править код]

  1. Гуриков В. А. Эрнст Аббе. М., 1985. С. 4.
  2. Зоннефельд А. Взаимодействие оптики и математики // Йенское обозрение. 1962. № 5. С. 179.
  3. 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.
  4. Зоннефельд А. Указ. соч. С. 178.
  5. Васильев А. Эрнст Аббе и «Карл Цейсс Йена» // Квант. 2002. № 1. С. 17.
  6. Васильев А. Указ. соч. С. 18.
  7. Там же. С. 19.

Ссылки[править код]

См. также-Литература[править | править код]

Материалы сообщества доступны в соответствии с условиями лицензии CC-BY-SA, если не указано иное.