科学故事蔡司

Posted 2022-01-02

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    卡尔?蔡司
    德国的照相机在世界上是比较有名的，一提起蔡司镜片更是无人不知，这里所介绍的卡尔?蔡司（Carl Zeiss，1816～1888）就是蔡司照相机的创始人。
    从十八世纪到十九世纪的二百多年时间里，科学和技术发展十分迅速，很多的科学家、工程师的发明和发现相继问世。一六七五年，牛顿提出了光的粒子说。其后，一八零一年，托马斯?扬格发现了光的干涉现象。一八一八年，富莱奈尔研究了光的绕射现象和干涉现象，使之光的波动论定型。
    就是在其前两年，即，一八一六年九月十一日，卡尔?蔡司生于德国的魏玛。父亲经营玩具商店，卡尔是在魏玛渡过自己的少年时代。在此期间，他前往吉姆纳基沃姆学习，此外，也在机床工厂劳动过。
    有关自然科学的研究，逐渐发展起来了，在大学里也开始了多种科学教育。作为大学里科学教育所必备的教具使用了精密的仪器。卡尔?蔡司打算生产这些精密仪器，一八四六年，他前往耶纳，在那里建立了精密仪器制造工厂。
    耶纳大学所需要的仪器大部分是由卡尔?蔡司制作并提供的。在该大学有一位有名的植物学家休莱登（1804～1881）。休莱登作为最初的兴趣学习了植物学，一八三八年，他通过显微镜观察植物组织，提出了植物的细胞学。一八三九年，他当了耶纳大学的植物学教授。
    蔡司经常带着实验仪器来到大学，所以，他就结识了休莱登教授，同时，还为休莱登制作了研究植物学用的显微镜。使蔡司把精力集中到光学方面，可以说休莱登的影响起了很大的作用。
    用凸镜放大物体的方法，很早以前就有了。在古代已使用了放大镜，但是，将几个凸镜组装成复合显微镜，是十六世纪荷兰的眼镜店的泽哈利阿斯?詹森发明的。其后又制作出了多种复合显微镜，然而，在初期的显微镜中，众所周知，最好的显微镜则是罗伯特?虎克制作的。虎克利用这种显微镜观察了各种微小的物体，并于一六六五年出版了《微生物》一书。
    十九世纪后期，德国的博物学家卡尔?福克特使用的复合显微镜，是用四个对物凸镜组成的，各自具有不同的倍数，可以改变不同的位置，研究者可以根据观察物体的需要来选择所需要的倍数。
    十七世纪至十八世纪这段时间，制造出了各种复合显微镜，可以逐渐观察清楚了微小的世界。蔡司最初制作的是二倍或三倍式的“简单的显微镜”。以植物学为开端，在医学等方面显微镜也日益显得份外重要了，所以，蔡司的显微镜这一种型号就出售了2000台，获得了极大的成功。
    但是，即使是这样，蔡司也没有因此而满足。他百折不挠的努力，克服了各种困难，打算制造出更高质量的显微镜。
    卡尔?蔡司工厂制造的光学仪器的性能要比其它任何生产厂家的产品都要好，所以，可以说奠定这一基础的是蔡司工厂的最初二十多年的奋斗。
    他强调说，“在制作光学仪器时，需要科学和技术的合作。”当时，各种技术都得到了迅速地发展，然而，当时的普遍现象是，技师并没有采用这些科学研究成果，以利于技术的发展提高。
    蔡司就不同，他十分重视物理学的成果，利用这些成果解决技术性问题，并在机械设训中起作用，这就是他考虑问题的思想方法。过去设计机床时，普遍地采用了试行错误方式，即，试制失败，找出失败的原因，改进其设计，重新试制……这样经过多次反复，逐渐制造出好的机床。但是，蔡司不采用这种试行错误的方法，而采用了一种新方法，即，以物理学研究而确立的理论为基础，进行技术性的设计，从一开始就可以制造出优质产品。
    这就是他的耶纳工厂在光学领域为世界提供比其它任何工厂都要先进的产品的关键所在，并使工厂得到了进一步的发展。
    在制作显微镜时，他为了提高凸镜的性能，考虑到必须在科学的基础上决定凸镜的直径、厚度以及弯曲度等。于是，他要求耶纳大学的学生埃伦斯特?阿贝（Abbe，1840～1905）与他合作。
    阿贝是一个穷纺织工人的儿子，在贫困中度过了自己的少年时代。一八五七年，他进了耶纳大学，学习数学和自然科学。其后，又在盖钦根的天文学家克林凯尔休斯的身边当了一个时期的助手。但是，不久他又搬到法兰克福，当了物理学会的讲师。一八六三年，他当了耶纳大学的讲师。
    阿贝进行显微镜的改进等工作，这其中，他全力以赴地研究了光学玻璃。首先，从理论上确认了与光学玻璃的多种用途相对应的凸镜的性质。
    一八二八年，他请从维登来到耶纳的玻璃工艺家奥托?肖特生产各种玻璃。为此，肖特建起了玻璃工艺实验室，开始实验用于各种用途的光学玻璃，特别是他成功地制造出了利用棚酸等可以适应各种用途的多种玻璃。就是从这个实验室开始，后来发展成了耶纳的肖特?盖诺森玻璃工厂。
    不久，阿贝成了卡尔?蔡司的共同出资者。由于他们两人齐心合力，使蔡司的工厂逐渐发展成为世界性的企业。
    从一八六六年左右起，耶纳大学的物理学、数学教授也参加了蔡司工厂的活动，为了设计新的仪器，加强了科学性的基础研究。经过几年的计算，结果，阿贝发展了光的绕射理论。这一理论不仅适应用显微镜，同时也适用于其它光学仪器。接着，阿贝就凸镜的开口角问题，进行了理论上的研究。同时，还设计了新型显微镜对物凸镜以及新型测试机、检查机等。
    阿贝创造了有关显微镜的图象、光的径路、光学仪器的开口角等的理论，确立了光学理论的基础，还确立了有关收差的理论。这样，阿贝成了蔡司工厂的光学权威。
    如果没有阿贝这种科学研究作后盾，另外，再没有耶纳大学的科学家和在蔡司工厂里工作的许多工程师的协力合作的话，世界的光学工业发展这样快将是不可能的。
    卡尔?蔡司建立了被誉为光学领域的“世界第一”的蔡司?耶纳工厂，他是一个奋发图强的人，也是一个勤奋好学的人。他在工厂每天都是看着数学、公式或图纸。下班回家后，还要阅读大量的专业书籍，拼命地充实自己的科学知识。
    他最初只不过是一个大学的普通的御用机械师，但是，到了晚年，作为光学仪器制造业者在世界范围内获得了较高的评价。可以说这一切都是他罕见的创造力结出的硕果。
    一八八八年，他离开了人世。但是，其后，阿贝继承了他的事业，进一步发展了蔡司工厂。阿贝设立了卡尔?蔡司财团，而且，由于这财团的资助，建立了大量的公共设施。
    蔡司工厂工作的人们都想通过自己的劳动为人类的进步作出贡献。令人遗憾，进入二十世纪以后，该工厂也必须为加速世界战争而服务。大约用了一百多年的时间才建立起来的这个企业，在第二次世界大战结束时，几乎处于崩溃的状态。
    战争结束后，根据盟军的决定，德国被分成了两部分，而蔡司工厂归民主德国。因战争赔款，蔡司工厂被分解，被苏联解体。但是，还留下了大量的资产，以便战后作为和平工业进行重建。从那以后，在社会主义政党的领导下，该工厂又开始重新出现了活力，为了进一步提高该工厂在世界上有名的光学仪器的质量和精度，而实行了各种计划，耶纳的卡尔?蔡司工厂扩大了，再次恢复了昔日的盛名。
    蔡司工厂继承了科学与技术相结合的这种优良传统，在科学仪器生产方面已发展成了世界上最大的生产中心之一。

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