Петръ Радковскiй.
Въ настоящее время микроскопъ получилъ такое большое распространенiе, что трудно найти человѣка съ среднимъ образованiемъ, который не былъ бы знакомь съ нимъ, хотя бы въ основныхъ чертахъ. Среди различныхъ изобрѣтенiй, доставившихъ человѣку и наукѣ ту или другую выгоду, тотъ или другой способъ двигаться на пути дальнѣйшаго развитiя, — едва-ли найдется другое, которое производило бы такiе громадные перевороты, какъ микроскопъ. Всѣ отрасли естественныхъ наукъ, пользуются имъ, и въ настоящее время немыслимы безъ него. Даже народились новыя науки, существующiя только однимъ микроскопомъ. Тысячи ученыхъ и десятки тысячъ учащихся отдаютъ часть своего времени микроскопу. Издается нѣсколько журналовъ, посвященныхъ только микроскопическимъ трудамъ. Наконецъ, существуетъ не одинъ десятокъ ученыхъ обществъ, занимающихся только микроскопическими изслѣдованiями. Теперешнiй микроскопъ, прежде чѣмъ принять свое устройство, подвергся многократнымъ передѣлкамъ, усовершенствованiямъ, видоизмѣненiямъ и сталъ вовсе не похожъ на первоначальные свои образцы. Раньше еще, чѣмъ сдѣлаться приборомъ, онъ пережилъ перiодъ простаго увеличивающаго стекла, потомъ перiодъ любопытной игрушки. Только послѣ многихъ вѣковъ онъ сталъ завоевывать себѣ мѣсто среди научныхъ приборовъ. Въ этомъ очеркѣ я изложу краткую исторiю микроскопа, начиная съ древнѣйшихъ временъ. Имѣя въ виду дать общеинтересный очеркъ, я не буду останавливаться на техническихъ мелочахъ, или на незначительныхъ видоизмѣненiяхъ микроскоповъ, а покажу только, какъ совершенствовался микроскопъ въ техническомъ и, главное, оптическомъ отношенiяхъ. Рисунки приведены только особенно интересныхъ въ томъ или другомъ отношенiи инструментовъ. Изображенiй современныхъ инструментовъ тоже не приводится, потому что ихъ можно видѣть въ любой книгѣ, посвященной микроскопу, а такихъ книгъ не мало. Желающiе детально ознакомиться съ исторiей микроскопа могутъ найти подробныя описанiя въ лучшей книгѣ по этому предмету: Р. Harting. "Das Mikroskop" В. III. Это очень большое сочиненiе; первые 2 тома посвящены теорiи и употребленiю микроскопа. Изъ дешевыхъ книгъ по микроскопiи можно рекомендовать: Тангофферъ:"Микроскопъ и его употребленiе".
Исторiя микроскопа сама по себѣ очень поучительна уже тѣмъ, что показываетъ, какъ медленно идетъ человѣкъ по пути изобрѣтенiй. На основанiи очень многихъ указанiй, можно предполагать, что способъ увеличенiя при помощи двояко-выпуклаго стекла или стекляннаго шарика былъ извѣстенъ уже во времена глубокой древности. Исторiю микроскопа можно раздѣлить на слѣдующiе пять перiодовъ:
1) Съ древнихъ временъ до 1300 г. нашей эры; около 1300 года стало извѣстно употребленiе и свойства выпуклыхъ и вогнутыхъ стеколъ.
2) Оть 1300 до 1600, т. е. до времени появленiя сложнаго микроскопа.
3) Отъ 1600 до 1824 г. За это время улучшаются оптическiя свойства стеколъ. Сферическая и хроматическая аберрацiя ихъ настолько побѣждается, что уже можно съ микроскопомъ производить научныя работы.
4) Съ 1824 г. до 1889 г. Въ этотъ перiодъ микроскопъ, уже годный для занятiй, достигаетъ большаго совершенства.
5) Начинающiйся съ 1889 г. и тянущiйся и въ настоящее время перiодъ, когда появляются новые составы стекла, изъ которыхъ приготовляются вполнѣ совершенныя линзы.
Прежде чѣмъ приступитъ къ самому изложенiю, слѣдуетъ сделать нѣсколько предварительныхъ замѣчанiй:
Оптическими стеклами или линзами (чечевицами) называются прозрачныя тѣла, ограниченныя двумя сферическими или одною сферическою, другою плоскою поверхностями. Они бываютъ двояко-выпуклыя, плоско-выпуклыя, двояко-вогнутыя и плоско-вогнутыя. Они могутъ имѣть форму серпа (въ разрѣзѣ), т. е. вогнуто-выпуклыми, и тогда носятъ названiе менисковъ. Стекла, которыя толще въ срединѣ, чѣмъ съ краевъ, собираютъ лучи свѣта, и предметъ, разсматриваемый черезъ нихъ, кажется увеличеннымъ; стекла которыя тоньше въ серединѣ — разсѣеиваютъ лучи свѣта, и предметъ, разсматриваемый чрезъ нихъ, кажется уменьшеннымъ.
Сферической аберрацiей называется то свойство оптическихъ стеколъ, вслѣдствiе котораго наблюдаемые черезъ него предметы, особенно противъ краевъ стекла, кажутся покривленными: прямые края предмета кажутся дугообразными, плоскiя его части кажутся выпуклыми.
Хроматической аберрацiей называется свойство стеколъ показывать предметы окрашенными, или съ видоизмѣненными цвѣтами.
Древнiя времена. Въ древности умѣли шлифовать камень. Шлифуя камни, приходилось, конечно, шлифовать и стекло, и прозрачные камни и познакомиться со свойствами выпуклыхъ и вогнутыхъ стеколъ. Народы Востока, вѣроятно, первые узнали искусство шлифовки; знанiе свое они передали Египтянамъ, а отъ этихъ послѣднихъ оно перешло къ Грекамъ и, позже, въ Италiю, въ которой сохранились сочиненiя о шлифовкѣ и гравированiи. (Гравировка почти не мыслима безъ увеличивающихъ приборовъ). У археологовъ особенно цѣнятся интагли (1) и камеи, — производство которыхъ требуетъ очень большаго искусства и невозможно — при тонкости работы — безъ увеличительнаго стекла.
Камни, не поддававшiяся гравированiю, только шлифовались. Имъ придавалась различная форма: выпуклая, продолговатая, круглая, чечевицеобразная (Plinius, Hist. Nat.). Въ коллекцiяхъ попадаются камни, отшлифованные въ видѣ выпуклыхъ и вогнутыхъ линзъ. Есть камни и той и другой формы, которымъ археологи насчитываютъ до 3000 лѣтъ. Среди такихъ камней попадаются и прозрачные изъ горнаго хрусталя и берилла. Насколько давно они были извѣстны, можетъ показать то, что Лейярдъ, при раскопкахъ въ Ниневiи среди разныхъ бронзовыхъ и другихъ вещей нашелъ куски горнаго хрусталя, отшлифованные плоско-выпукло. Въ 1852 г. Брьюстеръ (Brewster) показывалъ это стекло въ собранiи Британской Ассоцiацiи. Оно не совсѣмъ кругло: одинъ дiаметръ 1,6 дюйма, другой — 1,4. Выпуклая сторона, по мнѣнiю Брьюстера, отшлифована на чемъ-нибудь въ родѣ шлифовальнаго колеса. Толщина линзы 0,2 дюйма. Фокусное разстоянiе 4,2 дюйма.
Въ Неаполитанскомъ музеѣ хранится выпуклое стекло, найденное въ Помпеяхъ. Оно величиною въ талеръ, сильно потерто, такъ что силу увеличенiя трудно определить.
Трудно допустить, чтобы, выдѣлывая такiе камни, не замѣтили бы ихъ увеличивающихъ свойствъ. Въ историческомъ матерьялѣ указанiй объ этомъ, впрочемъ, не имѣется.
Пристлей въ своемъ изслѣдованiи (1772 г.), разбирая древнiя линзы и шарики по ихъ шлифовкѣ, приходитъ къ заключенiю, что древнiе непремѣнно должны были знать ихъ увеличивающiя свойства, равно какъ и зажигательныя. Сохранилась историческая замѣтка о томъ, что Неронъ смотрѣлъ на бой гладiаторовъ въ смарагдъ. Быть можетъ, это былъ отшлифованный камень, что могло улучшать зрѣнiе, быть можетъ это были первые очки. Есть нѣкоторыя указанiя на стеклянные шарики, которые наполнялись водою. У Плинiя и Сенеки есть мѣста, указывающiя на употребленiе древними шлифованныхъ стеколъ въ видѣ драгоцѣнныхъ камней, палочекъ, etc.
Зажигательныя свойства стеколъ были хорошо извѣстны древнимъ. Аристофанъ (V столѣтiе до Р. X.) въ своей комедiи "Облака" (Акт. 2, сц.1) говоритъ о зажиганiи бумаги солнечными лучами на нѣкоторомъ разстоянiи, при помощи стекла. Waller, разбирая другiя мѣста классиковъ относительно зажигательныхъ стеколъ древнихъ, предполагаетъ, что это были не линзы, а шары; что они употреблялись въ хирургiи для прижиганiя, съ одной стороны, и у Весталокъ для зажиганiя ихъ огня — съ другой. Относительно же стекла, упоминаемаго Аристофаномъ, Делагиръ справедливо предполагаетъ, что это была линза, потому что она зажигала на нѣкоторомъ разстоянiи. Отъ шара же, имѣющаго очень малое фокусное разстоянiе, бумага въ такомъ положенiи не загорѣлась-бы. У Плинiя есть мѣста (Lib. 37, с. 2; Lib. 36, с. 26), гдѣ говорится о стеклахъ и стеклянныхъ шарахъ, служившихъ для зажиганiя.
Среди произведенiй искусства древнихъ попадаются предметы, которые, какъ кажется, по тонкости своей работы, едва-ли могли быть сдѣланы безъ увеличительнаго стекла. Vettori пишетъ о камняхъ, видѣнныхъ имъ въ Museo Victorio; камни эти очень мелки, вдвое меньше чечевичнаго зерна, между тѣмъ на нихъ вырѣзаны то выпуклыя, то углубленныя фигуры и столь нѣжной работы, что трудно допустить, чтобы такую работу возможно было сдѣлать, пользуясь невооруженнымъ глазомъ.
Въ Histoire de Suscription (III, 1, р. 270) есть описанiе одной печати. Она простому глазу кажется потертою, но подъ микроскопомъ она показываетъ удивительную работу. Это "печать Микель-Анджело" и вырѣзана на карнеолѣ (камень). Длинна ея 15 mm., ширина 12 mm. Кромѣ нѣсколькихъ небольшихъ вещей, на этомъ небольшомъ пространствѣ выгравировано 17 изображенiй людей и животныхъ. Предполагаютъ, что здѣсъ изображено цѣлое праздничное шествiе въ честь рожденiя Бахуса (по другимъ предположенiямъ, это праздникъ въ честь богини Аѳины).
Быть можетъ, у предковъ нашихъ были инструменты, которыми можно было производить очень мелкую работу, инструменты, подобные современнымъ? (2).
Нѣтъ сомнѣнiя, что прежнимъ мастерамъ интаглiй и камей было извѣстно употребленiе вращающагося колеса, вращающагося желѣзнаго острiя (даже съ алмазнымъ наконечникомъ). Объ этомъ есть мѣста у Плинiя (въ 37 книгѣ).
Во всякомъ случаѣ, остается вопросомъ, приготовляли-ли древнiе свои крошечныя вещи нашими механическими средствами, или какими-либо другими.
Но, чтобы пользоваться микроскопическою вещью, нужно ее разсмотрѣть. Нужно и видѣть ее, чтобы насладиться искусствомъ, которое ее произвело. И для приготовленiя, и для пользованiя нужно увеличительное стекло, или особенно зоркiе глаза. У классиковъ есть указанiя на такiе предметы, которые и теперь могли бы считаться чудесными. У нихъ разсказывается про вещи которыя едва-ли могли быть сдѣланы безъ лупы. Плинiй разсказываетъ, что у Страбона была цѣлая Илiада, написанная на одномъ листочкѣ, который сохранялся въ орѣховой скорлупѣ. Калликратъ дѣлалъ изъ слоновой кости мухъ и другихъ животныхъ, части которыхъ съ трудомъ можно было разобрать глазомъ. Мирмицидесъ прославился сдѣланной имъ четырехколесной телѣжкой (изъ слоновой кости), которая покрывалась мушинымъ крыломъ. Имъ же былъ сдѣланъ корабль, закрывавшiйся пчелинымъ крыломъ.
Итакъ, можно сказать навѣрное, что древние умѣли полировать твердые камни, придавая имъ иногда выпуклую или вогнутую форму, что они приготовляли стеклянные шары для зажиганiя, — родъ зажигательныхъ стеколъ. Узнали это свойство, вероятно, случайно — помощью шарообразныхъ стеклянныхъ сосудовъ, наполненныхъ жидкостью. Но въ тоже время они не знали ничего о преломленiи свѣта раньше Птоломея (II столѣтiе по Р. X.). Только въ 1270 году Вителлiй впервые пытается объяснить преломленiе свѣта въ прозрачныхъ линзахъ. Немного позже этимъ занимается Роджеръ Бэконъ (Васоп). Объ отраженiи лучей свѣта древнiе имѣли болѣе полныя познанiя. Уже въ раннiя времена было извѣстно употребленiе отражательныхъ зеркалъ. Эти зеркала имѣли бόльшую силу, чѣмъ наши. Достаточно сказать о зеркалахъ, при помощи которыхъ Архимедъ въ Сиракузахъ жег Римскiе корабли. Предполагаютъ, что Архимедъ оставилъ сочиненiе о зеркалахъ, но оно не дошло до насъ. Сочиненiя по оптикѣ приписываются Евклиду, послѣдователю Платона, ученикамъ котораго были извѣстны уже нѣкоторые законы отраженiя, напр. равенство угловъ паденiя и отраженiя. Объ увеличивающей силѣ вогнутыхъ зеркалъ древнимъ было хорошо известно; на это указываютъ нѣкоторыя мѣста у Плинiя и Сенеки.
Дальнѣйшая исторiя оптическихъ стеколъ. Изобретенiе очковь. Проходить около тысячи лѣтъ, а движенiе на поприще наукъ идетъ очень медленно, такъ что за это время почти ничего не сдѣлано для микроскопа. Послѣ яркаго шествiя науки въ древнемъ мiрѣ, наступаетъ затишье, начинается мракъ среднихъ вѣковъ. Только въ одномъ мѣстѣ, у Арабовъ, тлѣетъ искра науки.
Около 1100 года жилъ Арабъ Альгазенъ-бен-Альгазенъ. Онъ оставилъ сочиненiе объ оптикѣ. Въ этомъ сочиненiи онъ говорить: «Если приложить предметъ къ плоской сторонѣ сегмента стекляннаго шара, выпуклая сторона котораго обращена къ глазу, тогда этотъ предметъ представляется увеличеннымъ». Здѣсь впервые рѣчь идетъ о плоско-выпукломъ стеклѣ.
Въ 1270 г. Вителлiй написалъ свою оптику, въ которой нѣтъ ничего новаго; повторяются выводы Альгазена. Вителлiй говорить, что лучи свѣта, проходя черезъ сегментъ стекляннаго шара, соединяются «въ центрѣ шара».
Одновременно (1214 — 1292) жилъ знаменитый Роджеръ Бэконъ, великiй любитель изученiя природы. Онъ былъ обвиненъ въ чародѣйствѣ, посаженъ въ темницу, въ которой томился десять лѣтъ и даже, по нѣкоторымъ даннымъ, — умеръ въ ней. Въ его сочиненiяхъ есть мѣста, указывающiя на его знакомство съ оптическими стеклами. Рикордъ (Record) въ своемъ сочниенiи «Chemin de la science» (1551) говорить, что Бэконъ отшлифовалъ одно стекло, черезъ которое увидѣлъ столь замѣчательныя вещи, что дѣйствiе стекла приписано было могуществу чорта. Бэконъ же говорить о важности увеличительнаго стекла для ослабѣвшихъ глазъ стариковъ.
Хотя, можно сказать навѣрное, онъ не могъ приготовить стеколъ съ большими фокусными разстоянiями, употребляемыми въ очкахъ, а говорилъ о стеклахъ, которыя накладывались на читаемое, или держались въ рукѣ, но слова его во всякомъ случаѣ наводятъ мысль на очки, которыя именно и появились около времени смерти Бэкона, или даже немного ранѣе.
Известно, что многiя открытiя и изобрѣтенiя, напр. порохъ, компасъ, рельсы... etc. были извѣстны Китайцамъ задолго до появления ихъ въ Европѣ. Тоже самое говорятъ и про очки. Но очки китайцевъ совсѣмъ не похожи на наши. Они круглыя, выпуклыя съ одной стороны, вогнутыя съ другой. Приготовлялись они изъ камня, который Китайцы называютъ Шахи, т. е. чайный камень, потому что цвѣтъ его напоминаетъ цвѣтъ чайнаго настоя.
Есть нѣсколько старыхъ изображенiй, относящихся къ болѣе раннему времени, въ которыхъ на лицѣ людей фигурируютъ очки. Но это, очевидно, анахронизмъ. Такъ художникъ Ludovico Candi da Cigoli (1559 —1613) изобразилъ въ очкахъ старца Симеона, принимающаго Iисуса. Domenico del Ghirlandajo (1551 — 1595) изобразилъ (на картонѣ) святаго Iеронима (жившаго въ 4 вѣкѣ) тоже въ очкахъ.
Очки были изобретены Флорентинцемъ Армати. Искусству приготовлять ихъ онъ обучилъ Александра де-Спина, который изготовилъ много очковъ и самое изобрѣтенiе сдѣлалъ извѣстнымъ мiру. Это было въ концѣ 13 и въ началѣ 14 столѣтiй.
Долго не знали истиннаго изобрѣтателя очковъ, и изобрѣтенiе ихъ приписывалось де-Спина. Но флорентинскiй археологъ, Leopoldo-del-Migliore, нашелъ во Флоренцiи, въ церкви Санта Марiа Маджiоре надгробную надпись, гласящую: Qui giace Salvino d'Armato degli Armati di Fir. Inventore degli Occhiali. Dio gli perdoni la peccata. Anno: D. MCCCXVII. Въ этой надписи годъ показанъ 1317.
Изобрѣтенiе очковъ имѣло очень важныя послѣдствiя для исторiи развитiя микроскопа. Очки требовались для многихъ. Явились мастера, занимающiеся ихъ приготовленiемъ. Главная работа заключалась въ приготовленiи и шлифованiи стеколъ. Благодаря Александру де-Спина, искусство приготовленiя очковъ стало общеизвѣстно и стало распространяться. Настоящiе очки, со стеклами имѣющими большое фокусное разстоянiе, конечно, явились не сразу. Нужно предполагать, что это было въ 1285—1290 годахъ.
Въ послѣдней половинѣ 14 стол. очки были уже довольно распространены. Мало по малу шлифовка очковъ сдѣлалась ремесломъ, при чемъ, какъ это всегда бываетъ, нѣкоторыя мѣстности стали особенно славиться этимъ мастерствомъ. Въ концѣ 16 стол. въ Миддельбургѣ, въ Голландiи, пользовались извѣстностью двое мастеровъ — Гансъ Янсенъ и его сынъ Захарiя. Кромѣ нихъ, въ Голландiи около того же времени славился еще Липперсгей (Lippershey). Были и еще мастера. Выдѣлка линзъ и шлифовка ихъ повлекли за собою изобрѣтенiе самыхъ важныхъ оптическихъ инструментовъ — микроскопа и телескопа.
1) Интаглями называются камни съ углубленною на нихъ вырѣзкою (примѣръ: печать); они употреблялись и какъ печати, и какъ украшенiя. Камеи — тоже самое, что интагли, но рисунокъ вырѣзанъ выпукло. И тѣ и другiя извѣстны съ глубокой древности. Интагли приготовлялись по большей части изъ аметиста, гiацинта, агата; камея изъ слоистаго Халцедона (въ древности Ониксъ и Сардониксъ). Въ музеяхъ сохраняются рѣдкiе образцы тѣхъ и другихъ. Ихъ умѣли делать Финикiане и Вавилоняне. Искусство это было извѣстно Грекамь во время Греко-Персидскихъ войнъ. Въ царствованiе Александра Македонскаго оно достигло большаго совершенства, и особенно славился царскiй рѣзчикъ перстней-печатей Пирготенесь. Позже камеи и интагли появляются уже для украшенiя, и работа дѣлается еще лучше. Рѣжутъ также рисунки на чашахъ (Ониксовыя чаши). Особенно извѣстны: Камея Гонзага (Петербургъ, Эрмитажъ). На ней изображены головы Птоломея I и его супруги Евридики. Камея въ кабинетѣ антиковъ въ Вѣнѣ съ головами Птоломея II и Арсиное. Въ Италiи еще Этрусски знали это дѣло до тонкости. Въ Берлинѣ хранится этрусская камея, называющаяся по рисунку на ней сделанному "пять героевъ". Изъ позднѣйшихъ камей, какъ высоко художественныя произведенiя указываются: камея, изображающая Августа въ видѣ земнаго Юпитера, рядомъ съ нимъ богиня Рима (въ Вѣнѣ) и камея, изображающая императора Тиверiя въ томъ же видѣ, но въ сопровожденiи матери Ливiи (въ Парижѣ). Изъ новѣйшихъ камей славятся камеи 16 столѣтiя работы итальянцевъ Болонезе, Поссаро, Несчiи, и др. Онѣ изображаютъ античныя сцены. Во всѣхъ этихъ предметахъ такая тонкость работы, что даже разсмотрѣть ее для невооруженнаго глаза очень трудно.
2) Современные инструменты такого рода представляютъ рядъ пантографовъ съ системою рычаговъ, позволяющею уменьшать рисунки и надписи до малыхь размѣровъ. Изъ чудесъ, произведенныхъ на этомъ пути въ наше время, слѣдуетъ указать на карту Францiи начерченную Павловичемъ (Paulowiez) въ 1845 г., которую Араго показывалъ во Французской Академiи, и которая была величиною въ 3 сантиметра. При помощи лупы видны отчетливо всѣ линiи и города. Во время Лондонской всемiрной выставки въ 1851 году механикъ Фроманъ (Froment) предложилъ императрицѣ Викторiи стеклянную пластинку величиною въ квадратный миллиметръ. На ней былъ изображенъ гербъ Англiи, надпись и посвященiе. Наконецъ, въ 1855 году въ XII томѣ Quarterly Journal of Microscop. Scienses описанъ приборъ Петерса, которымъ можно уменьшать движенiе руки отъ 110 до 6250 разъ. При его помощи, изобрѣтатель написалъ на 6 строчкахъ "Отче Нашъ": буквы имѣли высоту одной десяти-тысячной дюйма. Молитва заняла одну сто-пятидесяти-тысячную часть квадр. дюйма.