Дело — труба

Кто же все-таки изобрел телескоп?

Две тысячи девятый год объявлен Международным годом астрономии. Всемирный форум астрономов постановил отметить таким образом четырехсотлетие наблюдения небесных тел с помощью телескопа. В своем решении Генассамблея Международного астрономического союза упоминает лишь Галилео Галилея, который приступил к телескопическому изучению светил поздней осенью 1609 года. Однако у него был предшественник, увы, почти безвестный. Это англичанин Томас Хэрриот – талантливейший астроном, математик и физик, а еще путешественник, картограф и этнограф. Именно он в 1601 году открыл закон преломления света, ставший основой конструирования всех оптических приборов. Поскольку Хэрриот не ознакомил современников с этой работой, закон носит имя голландца Виллеброрда Снелля. Снелль открыл этот закон через два десятка лет после Хэрриота, но тоже ничего не опубликовал, и открытие стало достоянием научного мира лишь после того, как в 1637 году о нем написал Рене Декарт.
До этого Хэрриот побывал в Северной Америке и привез оттуда в Европу табак и картофель. Кроме того, он выполнил замечательные работы по теории алгебраических уравнений, намного опередившие свое время, предложил обозначать операцию умножения точкой и вообще сильно усовершенствовал алгебраическую символику.

Темная история
В действительности первым на небеса направил подзорную трубу Хэрриот. Это произошло около 9 часов вечера 26 июля в имении «Сион-Парк», расположенном под Лондоном и принадлежавшем Генри Перси, девятому графу Нортумберленду. Перси поселил Хэрриота у себя, платил ему огромный пенсион и предоставил на крыше своего дворца место для астрономических наблюдений. Хэрриот сразу зарисовал лунный диск, да и позднее делал это неоднократно. Эти картинки сохранились, но опять-таки только в рукописях: Хэрриот при жизни не опубликовал ни одно из своих замечательных исследований.
Первый оптический инструмент Хэрриота давал шестикратное увеличение. Вскоре он сделал десятикратный телескоп, а еще через год – трубу с 32-кратным увеличением. Никто иной, как Хэрриот, с декабря 1610 года постоянно пользовался телескопом для наблюдения за пятнами на Солнце. За три года он отследил несколько сотен пятен и определил продолжительность солнечных суток. К сожалению, как основатель солнечной астрономии он тоже известен много меньше, нежели Галилей или три немца: отец и сын Фабрициусы и Кристоф Шейнер, которые занялись пятнами чуть позже.
Хэрриот изготовлял свои инструменты с помощью искусного мастера-оптика Кристофера Тука, шлифовавшего для него линзы. Галилей сделал свой первый примитивный трехкратный телескоп, вставив в свинцовую трубку готовые стекла для очков. Практически одновременно, в ноябре 1609 года, немецкий астроном Симон Мариус начал изучать небеса с помощью подзорной трубы голландского производства. Однако главное в другом. Все эти приборы были подобием подзорных труб для земных наблюдений, которые впервые появились в Нидерландах и к 1609 году приобрели европейскую известность. Так что и Хэрриот, и Галилей, и Мариус изобрели не телескоп как таковой, а технику телескопического наблюдения небосвода. Эти ученые произвели революцию в астрономии, но не создали ничего принципиально нового с точки зрения оптики.
Но если это так, то кого благодарить за появление оптических инструментов, увеличивающих видимый размер отдаленных предметов? Этого не знает никто. История первых зрительных труб весьма темна.

Чудо техники
Вспомним, как в начале XVII века выглядели зрительные трубы и их усовершенствованные аналоги, астрономические телескопы. Любой такой прибор состоял из пары линз, жестко закрепленных в трубке-футляре. Световые лучи попадали в выпуклую собирающую линзу и выходили из вогнутой, рассеивающей, которая была много меньшего размера. Первая линза называется объективом, вторая – окуляром. Чтобы подобное устройство приближало далекие объекты, поверхность окуляра должна быть искривлена гораздо сильнее, нежели поверхность объектива. К тому же окуляр надо установить в правильное положение между объективом и его фокусом (иначе говоря, той точкой, в которую объектив стягивает параллельные пучки света).
Такой прибор дает прямое, неперевернутое изображение, а потому им можно пользоваться для наблюдений на местности: рассматривать людей вверх ногами и здания вниз крышами не слишком удобно. Родовой недостаток зрительных труб этого типа – малое поле зрения (причем тем меньшее, чем больше увеличение). Поле зрения можно расширить, если заменить вогнутый окуляр выпуклым, но тогда изображение перевернется, хотя для астрономических наблюдений это неважно. Такая конструкция была предложена лишь в 1611 году, да и то сначала лишь на бумаге. По всей вероятности, первый телескоп-рефрактор с двумя выпуклыми линзами сделал в 1613 году уже упоминавшийся Кристоф Шейнер.
Как же случилось, что столь простые устройства, как двухлинзовые зрительные трубы, не появились раньше? Ведь итальянские ремесленники освоили шлифовку стеклянных линз еще во времена позднего Средневековья. В конце XIII века они делали очки с выпуклыми стеклами, которые помогали дальнозорким людям различать расположенные вблизи предметы. Около 1450 года в Италии появились и очки с вогнутыми линзами, необходимые при близорукости. Но только в конце XVI столетия в ряде европейских стран научились изготовлять хорошо отшлифованные линзы с большим фокусным расстоянием, пригодные для объектива подзорной трубы. Если бы кто-то и сделал трубу с грубыми стеклами прежних времен, увидел бы не отдаленные предметы, а всего лишь их очень расплывчатые контуры. Возможно, такие попытки и предпринимались, но сегодня они напрочь забыты.
Как бы то ни было, в начале XVII столетия хорошие линзы умели изготовлять и в Италии, и на севере Европы. Кто именно первым воспользовался такими стеклами для изобретения зрительной трубы, неясно до сих пор. Этим человеком мог быть Ханс Липперсхей, мастер из Мидделбурга, центра нидерландской провинции Зеландия. В конце сентября 1608 года он приехал в Гаагу с письмом от советников Штатов Зеландии, высшей административной инстанции этой провинции, адресованным ее официальному представителю в нидерландской столице. В письме утверждалось, что податель оного претендует на изобретение оптического устройства, позволяющего хорошо видеть отдаленные предметы, недоступные невооруженному глазу. Зеландские советники просили своего человека в Гааге помочь изобретателю получить аудиенцию у штатгальтера Нидерландов принца Морица Оранского, чтобы продемонстрировать ему это чудо оптической техники.
Был получен положительный ответ. Принц Мориц с трубой в руках поднялся на башню официальной резиденции правительства республики – построенного в XIII веке дворца Бинненхоф. Если документы не врут, то он разглядел оттуда циферблат городских часов в Дельфте и оконные витражи собора в Лейдене. Историки, правда, полагают, что здесь не обошлось без преувеличений. Первое расстояние составляет восемь с половиной километров, второе – 17,5, а труба Липперсхея вряд ли могла дать больше трехкратного увеличения. Но, как бы то ни было, штатгальтер был чрезвычайно доволен.
Таким образом, сегодня не приходится сомневаться, что зрительная труба получила европейскую известность после встречи Липперсхея с Морицем Оранским. Однако возможно, что первоизобретателем Липперсхей все-таки не был. 17 октября 1608 года в правительство Нидерландов обратился Якоб Метиус, мастер из города Алкмара в провинции Северная Голландия. Он представил трубу собственного изготовления и попросил о выдаче патента. Наконец, 14 октября советники Штатов Зеландии, уже выдавшие рекомендательное письмо Липперсхею, написали в Гаагу, что в Мидделбурге есть другие мастера, умеющие делать зрительные трубы. В этом документе даже говорилось о некоем молодом человеке, продемонстрировавшем членам совета такое устройство. Возможно, речь шла о мастере по изготовлению очков Захариасе Янсене, который в Нидерландах сейчас признан со-изобретателем зрительной трубы.
Во всяком случае, современные историки полагают, что в начале XVII века несколько нидерландских мастеров умели делать подзорные трубы. Интересно, что в 1655 году к такому же выводу пришел городской совет Мидделбурга, специально занимавшийся рассмотрением претензий на приоритет в этом деле. Судя по всему, аналогичного мнения придерживались и Генеральные Штаты Нидерландов, так никому и не выдавшие патента на это изобретение.

Озарение во время банкета
Несколько вполне законных отцов имеются и у телескопа. Трое известны – это Томас Хэрриот, который начал наблюдения Луны 26 июля 1609 года, а также Галилео Галилей и Симон Мариус, направившие свои трубы на небеса в ноябре. Однако об исследованиях Хэрриота современники не знали ничего, а Мариус сообщил о своих наблюдениях лишь в 1614 году. Иное дело Галилей. Начав в июне 1609 года со скромной трубки с очковыми стеклами, он быстро освоил самые современные по тому времени методы шлифовки линз, изготовил восьмикратную подзорную трубу и 25 августа с гордостью продемонстрировал ее сенату и дожу Венеции. За ней последовали два настоящих телескопа – двадцатикратный и тридцатидвукратный. В марте 1610 года Галилей выпустил книгу Sidereus nuncius («Звездный вестник»), где подробно рассказал о своих наблюдениях Луны, Юпитера и Млечного пути с помощью этих инструментов. Именно из этого труда европейские ученые и вся образованная публика впервые узнали о возможностях изучения небосвода, которые предоставляют зрительные трубы. Так что оптическая астрономия как новое направление в науке о небесных явлениях началась именно с Галилея. Сей несомненный факт и отметил Международный астрономический союз.
В «Звездном вестнике» Галилей назвал свой инструмент perspicillum, перспективной трубой. В апреле 1611 года ученого избрали в римскую Академию рысьеглазых, Accademia dei Lincei. После банкета Галилей продемонстрировал новым коллегам одну из своих труб, и основатель Академии князь Федерико Чези назвал ее телескопом. Его светлость сказал, что это слово только что придумал один из гостей, Джованни Демисиани. Этот проживавший в Риме греческий теолог, математик и химик спустя год тоже был удостоен членства в вышеназванном ученом собрании. Демисиани объединил в новом термине греческие слова «теле» – далеко, и «скопеин» – смотреть, разглядывать. Вот так и родилось на свет название оптического прибора, преобразившего астрономию.