Нил Тайсон - На службе у войны - негласный союз астрофизики и армии

Стекло, материал, известный по меньшей мере со времен фараонов, изготовляется в основном из расплавленного песка, охлаждаемого в таком режиме, что стадии кристаллизации не наступает. Но оптическое стекло – совсем не то, из которого сделаны бутылки или бусы, и ни одна стеклодувная мастерская Древнего Египта его изготовить бы не смогла. И даже спустя столетия производители оконного стекла тоже не могли справиться с этой задачей, хоть некоторые и пытались. Как писал американский астрофизик Эбер Д. Кертис в конце Первой мировой войны, это «субстанция, которая отличается от обычного стекла почти так же сильно, как алмаз отличается от графита». (Годом позже Кертис проиграет знаменитый и широко освещавшийся в прессе спор о том, составляет ли Млечный Путь всю Вселенную, или туманные спиральные объекты, усеивающие ночное небо, являются другими галактиками, а размеры реальной Вселенной намного больше, чем до этого представлялось.)

Для изготовления качественного оптического стекла требуется большое количество горючего и хорошо управляемые специальные печи. Нужны тугоплавкие плавильные тигли, вещество которых не перемешается с огненным жидким стеклом, понизив тем самым его качество. Расплавленная масса в тигле должна быть хорошо перемешана. При выливании в форму поток должен быть таким, чтобы в нем не образовывались неоднородности. В процессе охлаждения необходимо принять меры против образования пузырьков, прожилок, внутренних напряжений и туманных пятен. Если ставится цель изменять параметры преломления в различных частях спектра, масса стекла может быть обогащена различными добавками: свинцом, барием, бором, натрием, серебром, ураном, ртутью, мышьяком. Главное: оптическое стекло должно быть максимально прозрачным и однородным [211].

До самой середины XIX века крупные заготовки высококачественного оптического стекла считались большой редкостью и производители оптических инструментов платили за них огромные деньги [212]. Доллонд предложил проект объектива, который при условии его реализации обещал появление великолепного астрономического телескопа. Но обещать – не значит сделать. Проект – это всего лишь рецепт. Если у вас нет авокадо, вы не сможете приготовить гуакамоле.

На протяжении десятилетий потребности большей части Европы в оптическом стекле удовлетворяли всего две компании – братья Ченс в Бирмингеме, в Англии, и Parra Mantois et Cie. в Париже. В начале 1880-х годов центр изготовления стекла переместился в Иену, где Карл Цейсс и еще двое университетских ученых основали легендарное совместное промышленное предприятие. Старшим из этих ученых был физик Эрнст Аббе, который внес большой вклад в математические основания оптики – он, например, установил, что разрешение телескопа или микроскопа ограничено размером инструмента и длиной волны собираемого им света. До этого он уже сотрудничал с Цейссом в производстве усовершенствованных микроскопов. Младшим из ученых был молодой доктор-химик Отто Шотт, написавший диссертацию об изготовлении стекла. Метод проб и ошибок в этом деле больше не годился. Даже подмастерьям нужны были научные сведения, и оптики-мастера старались не пропускать университетских лекций.

Вместе эта троица расширила и без того большое оптическое предприятие Карла Цейсса и вдобавок учредила «Лабораторию техники изготовления оптического стекла»: Shott & Associates Glass Technology Laboratory. Вскоре после смерти Цейсса в 1888 году Аббе основал Фонд его имени: Carl Zeiss Foundation, который сегодня владеет компаниями Карл Цейсс AG и Шотт AG. Именно этому предприятию мы обязаны великолепным звездным проектором Цейсс Марк IX, возвышающимся в зале Космического театра в Нью-Йоркском планетарии Хейдена [213]. Среди первых достижений корпорации Цейсс/Шотт были изобретение боросиликатного стекла с низким коэффициентом температурного расширения (этот материал известен под названием пирекс), апохроматического объектива (значительно усовершенствованного ахроматического объектива, сводящего световые волны всех длин в один фокус) и призматического бинокля массового производства. К началу Первой мировой войны компания Цейсса стала привилегированным поставщиком большей части «оптического снаряжения» – индивидуальных наблюдательных устройств, в число которых входили бинокли, дальномеры, панорамные артиллерийские прицелы и перископы подводных лодок [214]. Компания, однако, производила и отличное невоенное оборудование: астрофизикам были нужны ее большие телескопы-рефракторы нового поколения, фотографам – камеры, всем – микроскопы. В июне 1914 года в многочисленных отделениях фирмы Цейсса в Иене работало более 5000 человек. (В июне 1945 года оккупационные силы США переместили 77 ученых и администраторов Цейсса из Иены – находящейся на востоке Германии – на юго-запад; там, в Оберкохене, было основано дочернее предприятие Цейсса. В 1953 году правительство Восточной Германии прекратило все контакты с западными секторами, положив начало политике холодной войны. В 1991 году, вскоре после воссоединения Германии, воссоединилась и фирма «Цейсс».)