В йенской мастерской Карла Цейса стояла наковальня. Нужна она была не для подков и не для гвоздей. Если микроскоп, собранный кем-то из подмастерьев, не дотягивал до точности, которую требовал хозяин, Цейс сам клал прибор на наковальню и разбивал его молотком.
Прибор при этом мог вполне работать. Покупатель, скорее всего, ничего бы и не заметил. Но хозяин замечал, и этого хватало.
Сегодня его фамилия стоит на объективах фотоаппаратов, на микроскопах в лабораториях всего мира, на очковых линзах. А начиналось всё с маленькой мастерской, открытой на сто талеров, которые тридцатилетний механик взял в долг у старшего брата. До этого были грыжа, недоученная гимназия и семь лет скитаний подмастерьем по чужим городам. А после открытия ещё двадцать лет упрямой работы, когда лучшие его объективы всё равно оставались «почти такими же хорошими», как у конкурента.
Чтобы понять, откуда взялась эта наковальня, надо начать с Веймара.
Сын придворного токаря
Карл Фридрих Цейс родился 11 сентября 1816 года в Веймаре, столице маленького великого герцогства Саксен-Веймар-Эйзенах. Фамилию тогда писали через немецкую «эсцет», Zeiß.
Отец, Иоганн Готфрид Август Цейс, происходил из семьи ремесленников, которые больше ста лет работали в городке Растенберг. Сам Август был токарем-художником. Из перламутра, янтаря, слоновой кости и других дорогих материалов он вытачивал тонкие вещицы, работая на станках новейшего по тем временам устройства. Держал он и торговлю игрушками. В Веймаре мастера уважали.
Уважали его и при дворе. Наследный принц Карл Фридрих захотел научиться токарному ремеслу для души и выбрал в учителя именно Августа Цейса. Дружба ученика-принца и мастера продлилась сорок лет. Когда в семье токаря родился очередной сын, принц стал ему крёстным, и мальчика назвали в его честь, Карлом Фридрихом. В 1829 году отец получил звание придворного токаря.
Мать, Иоганна Антуанетта Фридерика Шмит, по родословной была связана с семьёй Кристианы Вульпиус, жены Гёте.
Детей в доме родилось двенадцать. Шестеро умерли маленькими. Карл рос с тремя сёстрами и двумя старшими братьями.
Грыжа и гимназия
В то время подняться выше отцовского сословия можно было одним путём: через университет. Август Цейс это понимал и отдал всех трёх сыновей в гимназию. Два старших брата пошли по учёной дорожке, изучали филологию и историю и стали педагогами. Старший, Эдуард, потом возглавит школу в Йене. Это ещё пригодится.
С Карлом вышло иначе. У мальчика была паховая грыжа, и ему приходилось постоянно носить бандаж. Отец рассудил, что сидячая жизнь учёного, когда целыми днями гнёшься над книгами, сыну не подходит.
В 1832 году Карл ушёл из веймарской гимназии Вильгельма Эрнста, не доучившись последний год. Ему было пятнадцать. Он сдал особый экзамен, который давал право слушать в университете отдельные предметы, прежде всего естественные науки. Но полного аттестата у него так и не появилось.
Тянуло его к другому. Он ходил на занятия в веймарскую ремесленную школу, где главным предметом было техническое черчение. И решил стать механиком.
У придворного механика
На Пасху 1834 года семнадцатилетний Карл приехал в Йену, университетский городок в двадцати с небольшим километрах от Веймара. Его взял в ученики Фридрих Кёрнер, придворный механик и приват-доцент Йенского университета.
Мастер был известен далеко за пределами Йены. В его мастерской делали и чинили приборы для самого Гёте. Учиться у Кёрнера значило учиться у лучшего, кто был поблизости.
Ученичество длилось четыре года. Со второго года Карл записался студентом и каждый семестр слушал в университете один курс по математике или естественным наукам. Так и жил эти годы, между верстаком Кёрнера и университетской аудиторией.
В 1838 году учёба у Кёрнера закончилась. Карл получил от мастера добрые напутствия, рекомендацию и справку о прослушанных в университете курсах. Ему был двадцать один год.
По немецкому обычаю того времени молодой ремесленник после ученичества отправлялся странствовать. Подмастерье ходил из города в город, нанимался к разным мастерам и набирался чужого опыта. Карл Цейс пошёл по этой дороге.
Семь лет в дороге
Это было время паровых машин и первых железных дорог. Паровоз завораживал молодых инженеров, как позже их внуков будет завораживать самолёт. Неудивительно, что Цейс в странствиях занялся прежде всего машиностроением.
Подробностей о тех годах сохранилось немного. Известны города: Штутгарт, Дармштадт, Вена, Берлин.
В Вене, главном центре тяжёлого машиностроения Средней Европы, Цейс в 1843 году работал на машиностроительной фабрике «Ролле и Швильке». Заодно ходил на воскресные лекции по популярной механике в Венском политехническом институте и сдал там итоговый экзамен с отличием. В Берлине он поступил в мастерскую механика Карла Эрнста Люттига.
Позже он сам подвёл итог этим годам одной фразой: «С июля 1838 по май 1845 года я стремился расширить свои познания, работая в самых известных физических, оптических, математических и машиностроительных мастерских Штутгарта, Дармштадта, Вены и Берлина».
Семь лет. Из Йены уехал двадцатиоднолетний ученик, вернулся мастер под тридцать, который видел, как работают на больших фабриках, и умел держать в руках и токарный резец, и чертёжное перо.
Осталось решить главное: где и чем заниматься дальше.
Студент в двадцать девять
Цейс думал долго. И в итоге вернулся к тому, чему учился у Кёрнера: к научным приборам. Решил открыть собственную мастерскую точной механики.
Место он выбрал знакомое. 29 сентября 1845 года Цейс снова приехал в Йену. Тянули его туда две вещи. Во-первых, университет, а значит, учёные, которым всё время нужны приборы. Во-вторых, ботаник Маттиас Якоб Шлейден, один из создателей клеточной теории. Именно он когда-то пробудил в молодом механике интерес к оптике и твердил, что науке позарез нужны хорошие микроскопы. К тому же в Йене жил брат Эдуард, который руководил городской школой и писал Карлу, что там происходит.
Но просто взять и открыть дело было нельзя. Сначала требовалось разрешение на жительство в Йене. Проще всего его получал студент. И в ноябре 1845 года двадцатидевятилетний мастер снова записался в университет, слушать математику и химию.
Параллельно он подрабатывал. В частном физиологическом институте при университете Цейс служил техником у нескольких профессоров и собирал для них приборы. Работы хватало, хотя в маленькой Йене уже были две приборные мастерские, самого Кёрнера и ещё одного его бывшего ученика.
10 мая 1846 года Цейс подал прошение в правительство в Веймаре. Просил разрешить ему открыть в Йене мастерскую механики. Объяснял просто: учёным нужно всё больше приборов, и делать их надо рядом с университетом, в тесной связи с теми, кто ими пользуется.
Профессора Йенского университета прошение поддержали. Но чиновники в Веймаре никуда не спешили. В августе от Цейса потребовали сдать письменный экзамен. И только в ноябре пришла бумага: «концессия на изготовление и продажу механических и оптических приборов, а также на устройство в Йене мастерской точной механики». Цейс заплатил пошлину, принёс перед городскими властями торжественную присягу. Всё было готово.
Кроме денег.
Сто талеров
Денег у Цейса не было. Своё дело он открыл на сто талеров, которые одолжил ему старший брат Эдуард. Позже этот долг за сына вернул отец.
Сколько это, сто талеров? Через четыре года университет в Грайфсвальде предложит Цейсу должность хранителя физического кабинета с жалованьем двести талеров в год. Выходит, всё начальное богатство мастерской равнялось половине годового оклада скромного университетского служащего.
17 ноября 1846 года Цейс открыл двери мастерской в доме номер 7 на Нойгассе. Ему было тридцать лет.
Поначалу он работал один. Чинил и собирал всё, что приносили: физические и химические приборы самого разного рода. Особенно хорошо шли лупы, которые он шлифовал из зеркального стекла. При мастерской была и маленькая лавка. Там продавались очки, подзорные трубы, микроскопы, чертёжные инструменты, термометры, барометры, весы. Всё это Цейс закупал у чужих поставщиков, своего пока почти не было.
Но в лавке своё долго не задержалось.
Первый микроскоп
В 1847 году Цейс начал делать простые микроскопы, однолинзовые, для препарирования. Шлейден, который часами просиживал в мастерской, советовал браться именно за них: наука о клетке росла на глазах, и учёным нужны были инструменты.
Микроскопы пошли почти сразу. Рядом с изделиями парижского мастера Венсана Шевалье, венского Симона Плёсля и даже учителя Кёрнера они оказались не только дешевле, но и лучше. У Цейса фокусировка шла не столиком с препаратом, а колонкой с оптикой. Для того, кто препарирует под линзой, это гораздо удобнее.
Первые микроскопы ушли к покупателям в том же 1847-м. К концу года за пределы герцогства их отправилось больше двух десятков.
Дело пошло настолько хорошо, что уже в 1847-м Цейс перебрался в мастерскую попросторнее, на Вагнергассе, 32. И взял первого ученика. Им стал семнадцатилетний Август Лёбер. Этот паренёк останется с Цейсом до конца, станет одним из главных его мастеров и получит долю в прибыли.
Дальше наступили тяжёлые годы: неурожаи, торговый кризис, неспокойное время во всём герцогстве. Маленькая мастерская их пережила.
«Иностранец»
В 1849 году умер отец, Август Цейс. В том же году, 29 мая, Карл женился. Его избранницей стала Берта Шаттер, дочь пастора. До свадьбы хозяйство брата в Йене вела сестра Паулина.
Семейное счастье оказалось коротким. В феврале 1850 года Берта родила сына, Родериха, и умерла. Ей было двадцать два. Мальчик выжил и много лет спустя придёт в отцовское дело.
А в том же 1850 году Цейсу сделали предложение, которое могло изменить всё. Университет в прусском Грайфсвальде остался без своего мастера по приборам: тот переехал. Несколько профессоров предложили на это место йенского механика, о микроскопах которого уже шла добрая слава. Должность хранителя физического кабинета, жалованье двести талеров в год. Для человека, который четыре года назад начинал на сто талеров в долг, это было серьёзно.
Ничего не вышло. Влиятельный математик Иоганн Август Грунерт заявил, что такую должность не следует отдавать «иностранцу». Тюрингец из Веймара в Пруссии считался иностранцем.
Цейс остался в Йене. Как потом оказалось, к лучшему.
В мае 1853 года он женился во второй раз, на Оттилии Тринклер, дочери директора школы. У них родились сын Карл Отто и две дочери, Хедвиг и Сидония.
Наковальня
Мастерскую Цейс вёл строго, как отец большого семейства. Рабочий день начинался в шесть утра и кончался в семь вечера. Пятнадцать минут на перерыв в середине утра, час на обед. Выходило одиннадцать часов сорок пять минут у верстака.
В этой мастерской и стояла та самая наковальня. Микроскопы, которые подмастерья собирали не с той точностью, какой требовал хозяин, он разбивал молотком своими руками.
При этом о своих людях хозяин заботился. Когда дело окрепло, в 1875 году при заводе завели больничную кассу. Работник лечился у врача бесплатно и бесплатно получал лекарства. Если он не мог работать, шесть недель ему платили полный заработок и ещё шесть недель половину. По тем временам неслыханная щедрость.
Но до 1875 года было ещё далеко. А пока у Цейса была беда посерьёзнее, чем небрежные подмастерья.
Метод проб и ошибок
Простой микроскоп упирался в свой потолок. Лучшие системы Цейса и так выжимали из него почти всё, что можно. Дальше начиналась территория сложных микроскопов, где объектив собран из нескольких линз. Без них мастерская очень скоро стала бы никому не нужна.
А сложные объективы во всём мире тогда делали одинаково, методом проб и ошибок. Мастер брал несколько линз, ставил их в оправу и смотрел, что получилось. Менял одну линзу на другую, двигал их ближе, дальше, снова смотрел. И так до тех пор, пока не выходила годная система. Чтобы подобрать три линзы для одного объектива, иногда приходилось перебрать многие десятки.
Повторить такую удачу в точности было нельзя. Каждый объектив был штучной находкой.
Цейса это не устраивало. Он с самого начала был скорее механиком, чем оптиком, и привычки старых оптиков его не держали. Он хотел рассчитывать объективы на бумаге, по формулам, как инженер рассчитывает машину. Знатоки считали это невозможным. Хотя примеры были: Йозеф Фраунгофер ещё в 1819 году рассчитал объективы для телескопов, а Йозеф Петцваль в 1840-м в Вене рассчитал объектив для фотоаппарата.
Вечерами Цейс сидел над книгами по теории микроскопа. Сам разобраться не смог. Тогда в 1852 году он позвал на помощь йенского профессора математики Фридриха Вильгельма Барфуса. Они бились над задачей несколько лет, до самой смерти профессора. Результата не было.
«Почти так же хорошо»
Делать нечего, пришлось снова пробовать. В 1857 году Цейс разделил работу: оптикой теперь ведал Лёбер, металлическими штативами другие. В прейскуранте 1858 года появились первые сложные микроскопы, пока ещё собранные на скорую руку из линз простого микроскопа. Шлейден их одобрил. Но Цейс и сам понимал, что это времянка.
К августу 1861 года мастерская выпустила новый прейскурант, и в нём стояли уже пять моделей настоящих сложных микроскопов. Объективы для них по-прежнему подбирали на глаз, но получилось хорошо. Известный ботаник и знаток микроскопов Леопольд Диппель проверил их и похвалил. В том же 1861 году на Тюрингской промышленной выставке микроскопы Цейса получили высшую награду.
Пришли и звания. В 1860 году Цейс стал университетским механиком, а в 1863-м получил звание придворного механика. То самое, с которым когда-то принимал в ученики семнадцатилетнего Карла старый Кёрнер.
И всё-таки одна оценка в отзыве Диппеля портила всё. Сильнейший объектив Цейса, по мнению знатока, почти не уступал водно-иммерсионным объективам парижского мастера Гартнака. Почти.
Для студента «почти так же хорошо» звучит как комплимент. Для учёного, который работает на переднем крае науки и выбирает лучший прибор, «почти» означает одно: купить у Гартнака. Цейс прекрасно знал, что его самые сильные объективы до Гартнака не дотягивают. Каждую попытку подобрать на глаз хороший водно-иммерсионный объектив ждал провал.
В 1866 году мастерская выпустила свой тысячный микроскоп. Двадцать лет работы, слава одного из лучших мастеров Германии, звание придворного механика. И упрямая мысль, которая не давала покоя все эти годы: объективы надо не подбирать, а рассчитывать.
Барфуса уже не было в живых. Нужен был другой человек.
Доцент двадцати шести лет
Цейс выбрал Эрнста Аббе. Аббе родился в 1840 году в Эйзенахе и был приват-доцентом Йенского университета, преподавал физику и математику. В июле 1866 года они начали работать вместе.
Цейсу было сорок девять. Аббе двадцать шесть. Мастер, который не доучился в гимназии, пришёл к человеку на двадцать три года моложе себя и предложил ему решить задачу, на которой сам споткнулся.
Задача была поставлена прямо: сделать водно-иммерсионный объектив не хуже, чем у Гартнака.
Работа заняла шесть лет. Сначала Аббе перестроил саму мастерскую. Каждую линзу теперь полагалось измерить до того, как она пойдёт в объектив: показатель преломления стекла, кривизну поверхностей, фокусное расстояние, расстояния между линзами. Для этого Аббе придумал целый ряд новых измерительных приборов. Старые мастера, и первым Лёбер, привыкли работать по-своему и встретили новшества в штыки.
Но к 1869 году стало видно, что дело того стоило. Снаружи микроскопы почти не изменились. А делать их теперь получалось быстрее, теми же людьми, и цены удалось снизить на четверть.
В 1872 году работа была закончена. С этого года все объективы мастерской делались по расчётам Аббе. И впервые они были не «почти так же хороши», а не уступали никому. Это сразу сказалось на ценах. В 1871 году лучший микроскоп Цейса стоил 127 талеров, в 1872-м за верхнюю модель просили уже 387. И их покупали.
Чем всё кончилось
Дальше история пошла быстро, и её можно рассказать коротко.
В 1875 году Цейс сделал Аббе своим компаньоном. В 1876 году мастерская отпраздновала трёхтысячный микроскоп, работников в ней было уже шестьдесят. В том же году в отцовское дело пришёл сын Родерих, тот самый мальчик, при рождении которого умерла его мать.
В 1880 году Йенский университет присвоил Карлу Цейсу степень почётного доктора. Предложил это зоолог Эрнст Геккель, который много лет работал с мастерской. Мальчик, которого грыжа увела из гимназии за год до выпуска, стал доктором того самого университета, куда юным учеником Кёрнера бегал на лекции.
Потом к Цейсу и Аббе присоединился химик Отто Шотт. Втроём они наладили в Йене выпуск оптического стекла с заранее известными свойствами. Стекольный завод Шотта работает до сих пор. А в 1886 году на рынок вышли апохроматические объективы, такие чёткие, каких до тех пор не видел никто.
24 сентября 1886 года на заводе праздновали выпуск десятитысячного микроскопа. Пригласили всех работников вместе с жёнами. Семидесятилетний Цейс на этот праздник пришёл.
Он умер 3 декабря 1888 года в Йене, после нескольких инсультов. Ему было семьдесят два года. Через год Эрнст Аббе основал фонд, который назвал его именем: «Фонд Карла Цейса». Этот фонд и сегодня владеет компаниями Zeiss и Schott.
Верстак вместо кафедры
Историки потом скажут о Цейсе честно: сам он великих оптических открытий не сделал. Решающий расчёт выполнил Аббе, стекло сварил Шотт.
Но именно Цейс двадцать лет держался за мысль, что объектив можно рассчитать, хотя знатоки считали это невозможным, а его собственные попытки и попытки Барфуса кончились ничем. Именно он заразил этой мыслью молодого доцента и поставил ему на службу всю мастерскую. И именно он вырастил мастеров, которые умели работать с той точностью, без которой любые расчёты остались бы на бумаге.
Тут и пригодилась наковальня. Грыжа закрыла Карлу Цейсу дорогу в учёные. Дорогу к учёным он нашёл сам, через верстак, семь лет чужих мастерских и сто талеров брата. А микроскопы, которые не дотягивали, продолжал разбивать молотком, пока объективы с его именем не стали лучшими в мире.
