История линзы

Первыми оптическими приборами, которые человечество использовало для коррекции зрения, были полированные кристаллы. Изобретённые во второй половине XIII века, они быстро завоевали популярность в Европе. В конце XIII века им на смену пришли очки. В этой статьей мы расскажем вам, как человечество изобрело первые линзы посредством полирования кристаллов.

Египтяне

Рисунки на стенах древних гробниц свидетельствуют о том, что египтяне уже 2700 лет до н.э. умели шлифовать и полировать стеклянные поверхности. У них было также основное техническое оснащение, необходимое для изготовления линз. Кроме того, они обладали базовыми знаниями в области оптики. Им уже был знаком закон отражения, хотя они ещё не знали о преломлении света, на котором основывается явление оптического увеличения. Кроме того, не было обнаружено свидетельств использования египтянами оптических приборов, что говорит о том, что они не изобрели ни лупу, ни линзы.

Греки и римляне – античность

В античный период оптикой занимались греческие и римские учёные. Был найден ряд письменных документов, в которых описаны исследования учёных по этой теме. Однако нет доказательств того, что эти знания были использованы для изготовления оптических приборов.

Римский философ и государственный деятель Сенека писал в одном из своих произведений, что буквы становятся больше, если смотреть на них через круглый сосуд, наполненный водой. Согласно некоторым источникам, император Нерон (37-68 гг. н.э.) использовал для наблюдения за боями гладиаторов зелёный изумруд. Впоследствии однако выяснилось, что камень служил императору защитой от солнца, а отнюдь не увеличительным стеклом. Имеются достоверные свидетельства того, что греческий астроном и математик Клавдий Птолемей (90-160 гг. н.э.) проводил эксперименты с преломлением света и сделал вывод, что стекло и вода под разными углами преломляют свет. Тем не менее полностью понять закон преломления ему не удалось.

Таким образом, можно сделать вывод, что римлянам был известен эффект увеличения, возникающий при расположении определённым образом стекла и воды (т.е. прозрачных материй). Также они знали о преломлении света. Однако они не смогли применить эти открытия на практике и изготовить оптический прибор. Тем не менее обнаружено большое количество текстов, свидетельствующих о том, что люди жаловались на нарушения и падение зрения к старости и чувствовали себя беспомощными, так как понимали, что нет средства, которое помогло бы им избавиться от недуга.

Арабы

С падением Римской империи Европа утратила большое количество знаний, накопленных в период античности. Зато трудами древних греков и римлян воспользовались арабы, которые собирали и переводили документы в своих библиотеках.  Поэтому со времён Птолемея должно было пройти ещё 800 лет, прежде чем были сделаны новые открытия в области оптики. Арабский математик и астроном Абу Али аль-Хасан ибн аль-Хайам (965-1039), известный также как Альхазен, публикует семитомное сочинение «Книга оптики».

С своём труде Альхазен излагает основы геометрической оптики. Он описывает так называемые центральные лучи, которые падают таким образом, что не преломляются, а также лучи, которые падают под определённым углом и, в зависимости от плотности преломляющего предмета, либо отражаются перпендикулярно, либо рассеиваются. Также Альхазен указывает на то, что круглые предметы также могут быть использованы в качестве средства для визуального увеличения. Тем самым Альхазен заложил основные принципы действия линз. Что удивительно, не найдено никаких свидетельств того, что Альхазен применял свои открытия на практике. Вероятно, он не использовал свои знания для создания оптического прибора.

Средневековая Европа — изобретение полированного кристалла

В 1240 году Эразм Циолек Витело (1220-1280) перевел «Книгу оптики» с арабского на латынь. Благодаря активному обмену знаниями между монастырями, знаменитый труд быстро распространился среди монахов, которые начали реализовывать на практике заложенные Альхазеном основы оптики и создали первые оптические приборы. Их первоначальная цель состояла по всей видимости в том, чтобы вернуть пожилым братьям, страдающим возрастными нарушениями зрения, возможность читать.

Особую роль в распространении нового изобретения сыграл орден францисканцев, который был широко распространён в Европе и члены которого отличались выдающимся талантом в различных видах ремесла. В конце 13 века Венеция была единственным местом в Европе, где производили прозрачное, бесцветное стекло. Поэтому при изготовлении первых оптических приборов монахи использовали горные кристаллы или берилл и шлифовали минералы таким образом, чтобы получить в результате плоско-выпуклую форму.

Полированные кристаллы быстро завоевали популярность в Европе и облегчили жизнь большому количеству человек из различных слоев общества. Доказательства этому можно найти в ряде произведений немецкой литературы тех времён: в сочинениях Альбрехта фон Шарфенберга (1270) и Конрада фон Вюрцбурга (1225-1287) обнаружены упоминания о берилле или «кристалле», а в «Манесском кодексе», знаменитом средневековом сборнике поэтических произведений,— о «светлом зеркале».