Отец теории микроскопа. Сын ткача подает большие надежды

Аббе, Эрнсе (Abbe, Ernst) (1840–1905), немецкий физик-оптик, создатель теории формирования изображений в микроскопе и технологии важных разделов оптико-механической промышленности. Родился 23 января 1840 в Эйзенахе. Окончил классическую гимназию в и поступил в Йенский университет, учился также в Гёттингене. В числе его учителей были математик Б.Риман и физик В.Вебер. В марте 1861 Аббе защитил диссертацию в Гёттингенском университете и в течение двух лет преподавал физику в Физическом обществе Франкфурта-на-Майне, давал частные уроки. В 1863 получил должность приват-доцента, лектора по математике, физике и астрономии в Йенском университете.

На основе точного изучения используемых материалов и конструкций мы обеспокоены вычислениями до мелочей - каждой кривизны, каждой толщины, каждая диафрагма объектива - так что любые пробы и ошибки исключены.

Аббе Эрнст

В 1866 Карл Цейс предложил сотрудничество молодому физику. Цейс хотел поставить производство микроскопов и других оптических приборов на поток и считал необходимым создать научные основы приборостроения. Аббе принял приглашение. Разработанная им теория формирования изображений несамосветящихся объектов включала важнейший принцип – «условие синусов», налагающее ограничение на соотношение фокусных расстояний объектива и окуляра и длину трубки микроскопа. Аббе ввел понятие «числовой апертуры», связывающей истинную апертуру объектива с показателем преломления стекла и длиной волны излучения. Оба этих принципа оказались справедливыми и применительно к электронным микроскопам, созданным полвека спустя. Аббе сконструировал целый ряд оптических приборов: в 1867 – фокометр (прибор для измерения фокусных расстояний), в 1869 – апертометр (прибор для измерения апертуры) и рефрактометр (измеритель показателя преломления), ныне носящий его имя. Активно занимался также изготовлением оптических стекол. В 1874 создал ряд новых марок оптического стекла, в 1879 познакомился со специалистом по стеклам О.Шоттом и в 1884 совместно с Шоттом и Цейсом основал Стеклохимическую лабораторию.

Успехи Аббе в разработке теории практически пригодных оптических приборов способствовали тому, что в 1876 Цейс сделал его своим полноправным партнером. Кроме различных микроскопов, предприятие выпустило ряд других приборов: устройства для подсветки к микроскопу (в Англии такое устройство называется просто «Аббе»), рефрактометры Аббе и др. К 1886 относится триумф фирмы – создание апохроматических линз, носящих название конденсоров Аббе.

После смерти Цейса в 1888 и ухода из фирмы его сына в 1891 Аббе стал фактически хозяином предприятия. Здесь он вновь проявил свои склонности к экспериментированию, основав Товарищество «Карл Цейс». Предприятие успешно развивалось, а его устав, разработанный Аббе, впоследствии лег в основу социального законодательства Пруссии. Аббе завещал «Товариществу» свои сбережения, а часть прибыли «Товарищества» регулярно передавались университету Йены.

Аббе был удостоен множества титулов и почетных степеней. В 1873 он был избран членом Академии естествоиспытателей в Галле, в 1878 – почетным членом Королевского общества микроскопистов в Лондоне, в 1879 – почетным профессором Йенского университета, в 1882 – почетным членом Бельгийского общества микроскопистов в Брюсселе. В 1883 университет Галле – Виттенберга присвоил ему степень почетного доктора медицины, а в 1884 король Пруссии наградил орденом Белого Сокола 1-й степени. В 1896 Аббе был избран членом-корреспондентом Академии наук в Берлине по отделению физики и математики; в 1899 – членом Королевского фотографического общества Великобритании; в 1900 – иностранным членом-корреспондентом Австрийской академии наук в Вене; в 1901 – почетным членом Саксонской академии наук и почетным членом Королевского научного общества в Гёттингене; членом-корреспондентом Комитета оптических стандартов в Бирмингеме; в 1903 – почетным членом Общества природоведения в Дрездене и почетным членом Королевского ордена науки и искусства в Баварии.

Наряду с Отто Шоттом (Otto Schott) и Карлом Цейссом (Carl Zeiss), Аббе считают основоположником современной оптики. Аббе разработал многочисленные оптические приборы; был совладельцем "Carl Zeiss AG", немецкого производителя исследовательских микроскопов, астрономических телескопов и медицинского оборудования. В его честь назван ударный кратер Аббе на Луне.

Эрнст Карл Аббе родился 23 января 1840-го в немецком г. Айзенах, княжество Саксен-Веймар-Эйзенах (Eisenach, Saxe-Weimar-Eisenach). В его бедной семье отец зарабатывал на хлеб, будучи мастером на ткацкой фабрике. Хозяева фабрики помогли Эрнсту выучиться в школе и поступить в университет с неплохими оценками. Уже покидая школу, Аббе дал знать, что его научные таланты и сила воли обеспечат ему путевку в жизнь, стоит только поддержать его материально. Он учился в Йенском (Jena) и Гёттингенском (Göttingen) университетах, параллельно давая частные уроки, чтобы меньше зависеть от благосклонности фабричных боссов. 23 марта 1861-го Аббе получил докторскую степень в Гёттингене.

8 августа 1863-го Аббе стал квалифицированным преподавателем в Йенском Университете, а к 1870-му подписал контракт, чтобы служить экстраординарным профессором физики и математики. В 1871-м он связал себя узами брака с Эльсе Снелль (Else Snell), дочкой математика и физика Карла Снелля (Karl Snell), одного из учителей Аббе.

Продолжая карьерный рост, Эрнст в 1878-м был назначен главой астрономической и метеорологической обсерватории в Йене. В 1889-м он стал членом Баварской академии естественных и гуманитарных наук. Кроме того, Аббе был членом Саксонской академии наук (Saxon Academy of Sciences).

Аббе изобрел апохроматический объектив – объектив к микроскопу, устраняющий начальное и среднее искажение цвета, в 1868-м, уже после того как стал директором по исследовательской работе в центре приборостроения "Zeiss Optical Works". Он разработал первый рефрактометр – для измерения показателя преломления жидкостей и твердых тел, и рассказал о своем приборе в научной брошюре, опубликованной в 1874-м.

В его честь названо введенное им число Аббе (V-число), служащее мерой дисперсии света в прозрачных средах. Работая в Йенском Университете, Эрнст получил приглашение от Карла Цейсса, чтобы немецкий оптик применил свои таланты для улучшения процесса производства оптических приборов, процесса, на тот момент во многом основанного только на методах проб и ошибок. Аббе первым определил понятие термина числовая апертура, характеризующего эффективность ввода световых лучей в оптическое волокно.

Со смертью Цейсса в 1888-м Аббе стал единственным собственником компании "Carl Zeiss AG", после чего начался целый ряд преобразований. Эрнст был убежден, что в основе плодотворной работы лежит сотрудничество между всеми общественными классами. Он подробно изложил права и обязанности своих рабочих, основное внимание уделив вопросам социального характера. При Аббе был введен 8-часовой рабочий день. Он позаботился о 12-дневном отпуске, пенсионных выплатах и других благах.

Часть прибыли фирмы "Carl Zeiss AG", по современным меркам "градообразующего" предприятия Йены, тратилась на научные исследования, часть на культурно-просветительные задачи, а также всегда откладывались средства на "реанимацию" предприятия в случае неблагоприятных экономических периодов. Такой подход позволил еще при жизни оптика построить физическую лабораторию для Йенского Университета, детскую больницу, стадион, планетарий, приют для детей и мн. др.

Эрнст Карл Аббе (нем. Ernst Karl Abbe; 23 января 1840, Айзенах - 14 января 1905, Йена) - немецкий физик-оптик, астроном, изобретатель технологии важных разделов оптико-механической промышленности, автор теории образования изображений в микроскопе.

Биография

Эрнст Аббе родился в семье бедного рабочего ткацкой фабрики. Материальная поддержка семьи хозяевами фабрики, заинтересованными в квалифицированных работниках, помогла ему успешно закончить школу, а затем и гимназию, проявив большие способности к физике и математике. Уже тогда интересуясь оптикой, Аббе избрал темой дипломной работы определение положения изображения, даваемого сферическим зеркалом при его перемещении и изменении угла наклона к оптической оси.

В 1857 году Аббе поступил в Йенский университет, где впервые познакомился с оптической мастерской Карла Цейсса, в которой изготавливались приборы и инструменты для университета. В 1859 году продолжил учёбу в Гёттингенском университете, среди преподавателей которого были такие известные учёные как физик Вильгельм Вебер и математик Бернхард Риман.

16 марта 1861 года защитил докторскую диссертацию на тему «Эмпирическое обоснование закона эквивалентности тепла и механической работы». Недолго проработав после защиты ассистентом Гёттингенской астрономической обсерватории, Аббе занимает место доцента в Физическом институте во Франкфурте-на-Майне, где по результатам исследования «О закономерности в распределении ошибок при серийных наблюдениях» получает 12 августа 1863 года диплом магистра. Осенью 1863 года Аббе возвращается в Йену, где получает должность неоплачиваемого приват-доцента Йенского университета. В 1870 году Аббе становится экстраординарным, а в 1878 году ординарным профессором Йенского университета. Читал лекции по различным разделам математики, физики и астрономии. Отличительной чертой педагогической манеры Аббе было слить воедино эксперимент, процесс познания и обучения. Ему часто приходилось бывать в мастерских университетского механика Карла Цейсса, от которого получил задачу заменить подгонку при изготовлении оптических деталей микроскопов научными расчётами. Аббе принадлежит определение «условия синусов».

В 1871 году Аббе женился на дочери известного немецкого физика Карла Снелля.

С 1877 по 1890 год он занимал также должность директора Йенской обсерватории и много сделал для её оснащения новым оборудованием.

В 1884 году совместно с учёным-стеклохимиком Отто Шоттом основал в Йене предприятие по производству оптического стекла.

В 1888 году 72-летний К. Цейсс передал свои права сыну - доктору медицины Родериху Цейссу, но фактически владельцем фирмы стал Аббе. В 1889 году он предложил создать для управления фирмой фондовую организацию - «Карл Цейсс-Штифтунг» (нем. Carl Zeiss-Stiftung). Созданная им 19 мая, эта организация стала, наряду с научными работами, значительным итогом его жизни.

Член-корреспондент Баварской АН (1889).

Напряжённая научная, преподавательская и общественная деятельность Аббе ухудшила его здоровье и в 1903 году он отказался от поста члена дирекции фирмы «Карл Цейсс». 14 января 1905 года Аббе скончался в Йене, не дожив нескольких дней до своего 65-летия.

Заслуги Аббе отмечены избранием его членом нескольких академий и научных обществ, государственными наградами, званием почётного гражданина Йены. Бюст Аббе установлен в актовом зале Йенского университета. В память о нём в центре Йены в 1911 году сооружён мемориал Эрнста Аббе, внутри которого на высоком постаменте установлен его бюст.

Научная деятельность

С 1866 года началась совместная работа Э. Аббе и К. Цейсса. Созданная в 1846 году мастерская Цейса выпускала к этому времени ежегодно более 100 микроскопов, сравнимых по качеству с приборами других известных фирм. Дальнейшие попытки создать более сложные и совершенные модели, в частности, с иммерсионными объективами, столкнулись с необходимостью перейти от эмпирических методов конструирования к научно обоснованным. В течение нескольких последующих лет Аббе теоретически установил пределы разрешающей способности микроскопа, вывел так называемый «Закон синусов», разработал методы расчёта безаберрационных оптических систем, предложил конструкцию нового осветителя. Благодаря этим и другим исследованиям Аббе качество микроскопов, выпускаемых фирмой «Карл Цейсс», существенно повысилось. В 1876 году, отмечая 30-летие со дня основания и выпуск 3 тысяч микроскопов, фирма «Карл Цейсс» заключила контракт с Аббе, сделавший его полноправным участником фирмы. Помимо совершенствования микроскопов Аббе работал над созданием оптических измерительных приборов, таких как рефрактометр, автоколлиматор, фокометр, сферометр, вертикальный компаратор, апертометр, стереодальномер, кристаллорефрактометр, дилатометр и других. Некоторые из них вошли в прикладную оптику под его именем. Используя разработанные предприятием Шотта новые сорта оптических стёкол, Аббе разработал ряд конструкций фотографических объективов-апохроматов и вывел формулы для их расчёта, по которым объективы были рассчитаны его сотрудником Паулем Рудольфом, создателем широко известных объективов «Планар» и «Тессар».