Изобретение наблюдательных труб: Галилео Галилей, Захарий Янсен, Ханс Липперсгей, Якоб Мециус

В 1610 году, через год после появления сочинения Кеплера о движении Марса, профессор математики Падуанского университета Галилео Галилей в книге «Звездный вестник» сообщил, что построил прибор, увеличивающий все предметы более чем в тридцать раз. Из его сообщения объемом всего в несколько страниц ученые узнали, что, воспользовавшись этим новым в истории прибором, он установил неслыханные факты. На Луне, вероятно, имеются моря и атмосфера, уж во всяком случае есть горы, превосходящие по высоте земные, и их высоту можно определять. Млечный Путь – не что иное, как скопление звезд, и то же самое можно сказать о туманных пятнах. Число неподвижных звезд намного превышает то, которое видно невооруженным глазом. Юпитер имеет четыре спутника…

Небольшая книга, по сути просто брошюра, сразу сделала Галилея знаменитостью. Он проехал со своим инструментом по главным городам Италии, чтобы показать всем желающим то, что видел сам. Позже он описал внешний вид Сатурна, установил существование фаз Венеры и пятен на Солнце.

Труба Галилея вызвала всеобщий восторг. Сам изобретатель упоминает, что он более месяца не отходил от своего детища и выбивался из сил, показывая его любопытным. По словам ученого, изобретение стоило ему многих трудов: он преодолел правила перспективы.

Если спросить любого старшеклассника, какой вклад внес Галилей в науку, то почти наверняка школьник ответит, что Галилей изобрел телескоп. Но это не так – Галилей не изобретал телескоп и даже не был первым наблюдателем. Он изобрел подзорную трубу и использовал ее для астрономических открытий.

Сообщая о своем открытии в венецианском сенате и описывая его пользу для республики, Галилей, однако, ни словом не упомянул о голландцах, придумавших «зрительную трубу». Более того, он объявил, что если республика пожелает, то он будет изготавливать подобные приборы исключительно для употребления моряков и венецианского войска. Но подзорные трубы в то время за вполне умеренную цену уже продавались в Голландии, а также парижскими мастерами по изготовлению очков.

В это время в Голландии работал Ханс Липперсгей, который был весьма искусным ювелиром и окулистом-оптиком. Главным профилем его мастерской были очки. Никакими учеными званиями этот господин не обладал, не преподавал и научной работы в прямом смысле слова не вел. Жил Липперсгей в конце XVI века в городе Мидделбурге, одном из наиболее значительных городов Нидерландов, центре стеклодувного дела. В 1581 году здесь открыли первую в Северных Нидерландах стеклодувную печь. Начиная с 1590 года в Мидделбурге стали распространяться новые итальянские технологии изготовления стекла. Их усовершенствование в конце концов и привело к созданию телескопа, хотя никаких новых физических принципов в Мидделбурге не изобретали.

По соседству с Липперсгеем жил некто Захарий Янсен, еще один оптик и ювелир. Он тоже имеет к нашей истории прямое отношение. Но об этом чуть позже, сейчас – о главном герое рассказа.

В то время, когда жили уже упомянутые господа, Генеральные Штаты Республики Семи Соединенных Провинций выпустили любопытный документ. Сейчас мы бы его назвали госзаказом на приборы и механизмы, необходимые бурно растущей промышленности, а особенно армии и флоту. В числе таких срочно необходимых к изобретению вещей был способ определения долготы на море и способ связи кораблей в эскадре в условиях низкой видимости – в тумане или ночью.

О том, насколько важными были эти задачи, красноречиво говорят цифры вознаграждения за их решение: в 1604 году испанский король Филипп III предлагал 100000 экю, несколько позже Людовик XIV, король Франции, был готов отдать 100000 французских ливров, а английский парламент – 20000 английских фунтов. Генеральные Штаты Нидерландов в 1606 году назначили премию в 100000 гульденов за изобретение прибора или устройства, позволяющего лучше и четче видеть удаленные предметы. Естественно, задача и вознаграждение привлекли внимание многих ученых и любителей.

Двадцать шестого сентября 1608 года в Мидделбурге решение этой задачи было представлено комиссии Генеральных Штатов. Запомним эту дату! Между 2 и 6 октября при дворе Морица Оранского (фактического хозяина страны) в Гааге Липперсгей провел демонстрацию своего изобретения: он показал, что с башни в Гааге можно увидеть показания часов на башне церкви в Делфте на расстоянии примерно пятнадцати километров. При этом событии присутствовали многие дипломаты и государственные деятели, собравшиеся на переговоры о заключении Двенадцатилетнего перемирия. Потенциальное военное значение изобретения было очевидно. Липперсгей запросил финансовой помощи у Генеральных Штатов и получил 900 гульденов на усовершенствование технологии и подготовку десяти специалистов для армии.

Зрительная труба представляла собой цилиндр с двумя линзами – выпуклым объективом и вогнутым окуляром. Она предназначалась для командиров частей и капитанов кораблей на поле боя. Ее намеренно сделали, как специально подчеркивали сам мастер и принц Мориц, «прочной к лишениям и легкой по весу». Первая система давала увеличение всего в два раза, через некоторое время были изготовлены и более мощные приборы с сохранением все тех же принципиальных свойств – относительно небольшого веса и хорошей ударопрочности.

Кроме того, был выпущен официальный документ! Его обнаружил в 20-х годах XIX века в Государственном архиве в Гааге ван Свинден. На основании этого документа можно с уверенностью утверждать, что Липперсгей изобрел сначала монокулярную, а чуть позже, примерно в сентябре 1608 года, и бинокулярную зрительную трубу.

В 1608 году «голландские трубы» Липперсгея продавались на ярмарке во Франкфурте, а в декабре весть о них достигла Венеции.

Вот только за свое изобретение Липперсгей денег не получил… Только лично от принца Морица, которому не терпелось опробовать новинку, он получил заказ на шесть таких труб по цене 1000 гульденов. Лишь под давлением военной необходимости – в это время шла война с Испанией – Генеральные Штаты согласились выдать ему патент. И тут…

Уже 12 октября (то есть дней через десять после демонстрации Липперсгея) комиссии Генеральных Штатов был представлен еще один прибор, выполненный практически аналогично не менее знаменитым и титулованным оптиком и к тому же соседом Липперсгея – упомянутым Захарием Янсеном. Труба Янсена была родной сестрой трубы Липперсгея, только самую малость мощнее – она увеличивала предметы в три раза.

Выходит, кто-то из них украл у другого зрительную трубу? Очень может быть. Расследование, затеянное комиссией Генеральных Штатов, быстро зашло в тупик – обе стороны предоставили доказательства собственных разработок и обзывали соседа всеми словами, которыми обычно обзывают соседей. Кем же был объявившийся конкурент Липперсгея?

Биография Янсена известна в основном по исследованиям, проведенным до Второй мировой войны, – весь архив Мидделбурга, содержавший сведения о Янсене, был уничтожен 17 мая 1940 года во время немецкой бомбардировки города. Захарий Янсен родился в Гааге около 1585 года. Его родители, Ханс и Мейкен Мартенс, предположительно происходили из Антверпена. Янсен вместе со своей сестрой воспитывался в Мидделбурге, где, получив образование, стал мастером по изготовлению очков. Двадцать третьего октября 1610 года в Мидделбурге он женился на Катарине де Хаене, в 1612 году родился их сын. Именно этот сын гораздо позже, во время расследования, подтвердил под присягой, что Липперсгей украл идею телескопа у его отца.

Комиссия, созданная для расследования лишь в 1655 го-ду, пришла к любопытному заключению: «В связи с тем, что секрет изобретения стал общеизвестен, патента не давать, награды тоже, материалы использовать самим!» И тем сэкономила государству тысячи и десятки тысяч золотом.

Первая жена Янсена умерла в 1624 году, и он женился на вдове из Антверпена Анне Куже. В ноябре 1626 года он переехал в Амстердам, где, по всей видимости, и умер не позднее 1633 года. В 1613–1619 годах Янсен неоднократно представал перед судом по обвинению в фальшивомонетничестве. Чтобы избежать штрафов, он был вынужден бежать из Мидделбурга в соседний Арнемейден, но и там в 1619 году был отдан под суд: у него нашли несколько станков, на которых он штамповал фальшивые деньги. Янсену удалось избежать смертной казни только благодаря тому, что в дело на стороне ответчика был вовлечен глава Арнемейдена. Процесс был отсрочен, и Янсену удалось бежать. В конце концов дело закрыли, и в 1621 году Янсен вернулся в Мидделбург.

Изобретатели на невыдачу патентов отреагировали по-разному. Липперсгей остался в родном Мидделбурге и выбил себе большие заказы на изготовление труб. Ему выплатили премию и передали заказ на изготовление еще одного бинокля от короля Франции Генриха IV. Однако в «привилегиях», то есть в патентах, отказали обоим, поскольку, как указывалось в решении комиссии, и другие лица оказались знакомы с прибором. Тем самым выражалось сомнение в том, что именно главные претенденты являются авторами изобретения.

Янсен уехал в Германию, которая тогда была под испанской короной, и… занялся изготовлением тех же самых труб, но уже для армии вероятного противника. Трубы у обоих были вполне неплохи.

А что же Галилей? Вести о «голландской трубе» дошли и до него, в начале 1609 года он купил ее у Янсена и, вероятно, разобравшись в устройстве, усовершенствовал. Новое устройство получилось с трехкратным увеличением. Это была свинцовая труба с двумя линзами – плоскими с одной стороны, но изогнутыми с другой: дальняя для зрителя была выпуклой, а ближняя – вогнутой. Именно Галилей изобрел важнейшую деталь телескопа – укрепленный штатив. В нем труба удерживалась в нужном положении. Ведь малейшее смещение уже не давало возможности удержать изображение в поле зрения прибора. Позднее этот штатив был доработан до современной установки, позволяющей доворачивать телескоп, чтобы компенсировать движение Земли. Галилей, как он сам говорил, сразу понял, что основным элементом зрительной трубы должны быть два оптических стекла: одно выпуклое, другое вогнутое. Ученый начал шлифовать стекла, экспериментировать с ними и через некоторое время достиг успеха. Но, даже став опытным шлифовщиком, Галилей получал лишь одно пригодное для дальнейшей работы стекло на шестьдесят негодных. Тем не менее через месяц после первого успеха ученый сделал подзорную трубу с десятикратным увеличением.

А само название «телескоп» появилось чуть позже. В 1611 году его предложил греческий математик Джованни Демизиани для одного из инструментов Галилея, показанного на банкете в Академии деи Линчеи.

Это было, когда Галилей демонстрировал изобретение венецианцам на крепостной башне Святого Марка. Зрители были потрясены: через трубу они видели корабли, плывущие в море, задолго до того, как могли различить их невооруженным глазом. Галилей подарил трубу Венецианской республике. Козимо Второй, великий герцог Тосканский, назначил Галилею пенсию как своему математику и философу, его пожизненно утвердили в должности профессора Падуанского университета, определив жалованье в 1000 скудо. В то время примерно столько же получали профессора медицины.

Но демонстрация прибора не самое главное – не она сделала трубу телескопом в том смысле, в каком мы сейчас понимаем это слово. Астрономическим прибором телескоп стал в тот момент, когда Галилей направил свою трубу не на лагерь испанских войск под Делфтом и не на корабли гезов у Антверпена, а на Луну, Венеру, Юпитер, звезды… Постоянно совершенствуя свою трубу и улучшая линзы, Галилей добился 30-кратного увеличения, предельно возможного для технического устройства такой конструкции. Только после этого астрономические наблюдения стали возможны. Это произошло в конце 1609 года.

«Чтобы взглянуть в телескоп, – писал историк А. Х. Горфункель, – нужно было быть не только гениальным ученым, но ученым нового толка. Увидеть то, что увидел Галилей (и поверить своим глазам), мог только ученый, свободный от власти традиций и авторитета, с иным представлением о человеческом достоинстве, об индивидуальном праве на истину, добытую своими руками и своим умом, а не полученную из Божественного откровения и освященного веками текста».

Однако это еще не конец истории, даже не счастливое завершение дела. В 1612 году в Италии формируется антигалилеевская лига: Галилео уличают в плагиате. Джамбаттиста делла Порта оспаривает название трубы Галилея, утверждая, что в Италии он был не первым.

Более того, на изобретение телескопа претендовал и третий изобретатель, некто Якоб Мециус из городка Алмкар на севере Нидерландов. Вот что пишет Декарт в своей «Диоптрике»: «К стыду истории наших наук, столь замечательное изобретение было впервые сделано чисто опытным путем и притом благодаря случаю. Около тридцати лет тому назад Яков Мециус, “человек, никогда не изучавший наук”, но любивший устраивать зеркала и зажигательные стекла, имея для этого различной формы линзы, вздумал посмотреть через комбинацию выпуклого и вогнутого стекла, а затем так удачно установил их на двух концах трубы, что совершенно неожиданно получил первую зрительную трубу».

Так кто же изобрел телескоп? Французский врач Пьер Борель в 1655 году опубликовал книгу «Об истинном изобретателе телескопа». В ней были процитированы зафиксированные в судебном порядке слова Яна Янсена из города Мидделбурга в Голландии. Он свидетельствовал, что его отец Захарий Янсен изобрел микроскоп и короткую зрительную трубу еще в 1590 году, а Липперсгей и Мециус сделали свои копии, пользуясь его трубой как образцом. Обвинения Янсена трудно проверить, тем более что на тот момент сами обвиняемые уже умерли.

Галилей же узнал о бинокле Липперсгея, отправленном в Париж Генриху IV, в мае или июне 1609 года от Жака Боведера (Якова Бальдовера), своего корреспондента. Боведер предполагал, что и этот инструмент может быть полезен в астрономических исследованиях.

Третьего марта 1655 года городской совет Мидделбурга провел расследование по вопросу приоритета изобретения телескопа. Ни Янсена, ни Липперсгея к этому времени давно не было в живых. Два свидетеля, одним из которых стал сын Янсена, подтвердили, что Янсен был изобретателем первого телескопа, но трое других свидетелей указывали на приоритет Липперсгея. Совет также установил, что первые телескопы начали изготовлять в Мидделбурге примерно в 1605 году и достаточно быстро их научились делать многие мастера. То, что Липперсгею было отказано в лицензии, скорее всего, значит только одно: в это время существовало достаточно производителей.

Большинство исследователей, учитывая то, что Янсен некогда изготавливал фальшивые деньги, склонны все-таки считать изобретателем телескопа Липперсгея. В 2008 году Нидерланды отпраздновали 400-летие изобретения телескопа, причем честь изобретения они честно поделили между Янсеном и Липперсгеем.

Галилей тоже не получил патент. Однако исторически сложилось так, что именно с его именем связывают изобретение телескопа, а имя Липперсгея по большей части даже не упоминается в школьных учебниках.

Эта история, кроме вполне очевидного спора о приоритетах, является и косвенным подтверждением закона Стиглера, о котором будет рассказано далее.