說起鏡子的發明卻有四五千年的曆史了,但古時候的鏡子都是用銅磨製的。大約在公元前三千年,埃及和亞洲西部一帶的人們,已經掌握了銅鋁合金的生產技術。埃及人把青銅板打光磨光後,可以照出人影,但銅鏡照出的人像不是太理想。
大約在公元7世紀,地中海沿岸的意大利逐漸成為歐洲的文化中心。意大利的玻璃工業格外發達,特別是威尼斯城出產的玻璃尤為馳名世界。1291年,意大利借口保護玻璃生產的安全,強令全國的所有玻璃工匠全部集中在穆拉洛島從事生產。實際上這是防止生產技術被別的國家學去。
意大利政府給予遷入島上的工匠們以極優厚的待遇,並出高價鼓勵他們發明創造。但有一條規定:凡泄露生產技術的,都要處以死刑。
1317年,他們首創了平板玻璃。
1508年,在高利的刺激下,達爾卡羅兄弟倆研製成功了鍍銀的玻璃鏡子。這種鏡子是把水銀倒在製成的錫箔鏡上,水銀能夠慢慢地溶解錫,同時也就形成了一層薄薄的錫與水銀的合金(稱為“錫汞齊”)。錫汞齊比錫箔層更致密,反光能力強,照人時形象逼真,與真人無二,人們稱為“威尼斯鏡子”。它開創了用化學方法製鏡的新紀元。這種鏡子一經露麵便聞名全球,暢銷各國,當然價格也就驚人了。
法國國王聽了大臣的密計,派了一名親信來到意大利。
口諭法國駐意大利的大使,要千方百計、不惜代價地從穆拉洛島偷渡來一兩個工匠回國。“萬能的金錢”起了決定性的作用,大使通過秘密渠道,終於用大量的金錢,買通了該島上一個小雜貨店的老板。
一個漆黑的夜晚,一條小木船偷偷地駛進穆拉洛島的礁石叢中,有三個威尼斯工匠偷偷地鑽進了小船。幾分鍾後,這條小船向遙遠的彼岸駛去。就這樣,那三個工匠連同鏡子的秘密一同被運到了法國。
幾個月後,法國也有了一座生產玻璃鏡子的工廠,大量的玻璃鏡子源源不斷地從工廠生產出來。從此,法國人再也不受威尼斯商人的勒索了。
法國製造的鏡子式樣,比威尼斯的更加美麗精巧,新穎大方。它們迅速成為凡爾賽宮、芳丹白露宮、盧浮宮和貴族府邸的裝飾品。同時,鏡子生產的秘密再也不是秘密了,很快傳出法國。到了19世紀,人們又發明了“鍍銀法”,再次改進生產技術,使鏡子的質量又上了一層樓。
光學工業的雙星
光是一種重要的自然現象,與人類的生活密切相關,因此,無論是我國還是西方,早在2000多年前就已開始對光學有所研究,人類製造光學儀器的曆史也可以從這時記起。
11世紀時,人們發明了透鏡。到16世紀末17世紀初時,歐洲人發明了顯微鏡和望遠鏡,後經牛頓、惠更斯等人的改進,使它在實際應用方麵得到了發展,但這時人們還未從基本原理上解決顯微鏡和望遠鏡的研究和製造問題,隻是盲目地摸索。
19世紀40年代,隨著細胞生物學的蓬勃興起,生物學家們迫切需要放大倍數高的優良的顯微鏡,一位名叫卡爾·蔡斯的德國人看準了這個方興未艾的行業,加入了顯微鏡製造行列。
蔡斯出生於德國的魏瑪,30歲那年,他在耶拿大學取得了機械士職位,主要從事光學儀器的製造,鑒於顯微鏡在科學研究中的重要性與日俱增,他便離開了大學,集資創立了一個製造顯微鏡的小廠。
起初,蔡斯及工友們仍然沿襲當時常用的反複試驗的舊方法。主要是依靠經驗,采用不斷摸索的方式來生產出均勻的顯微鏡頭。但很快他發現這種舊方法存在一個致命的缺點,就是沒有一種客觀的標準,無法衡量顯微鏡鏡頭質量的好壞。為了提高顯微鏡的性能,蔡斯多方尋求幫助,最後,終於在1866年開始了和德國物理學家阿貝的合作,他們二人,一個具有光學和數學的專門知識,另一個卻具有豐富的實踐經驗,相互合作,相得益彰。這樣,阿貝在1866-1876年的10年間,成為蔡斯光學工廠的合股人,同時出任耶拿大學教授。10年間一個規模不大的蔡斯廠一躍成為國際聞名的光學企業公司,阿貝在擴大改進蔡斯工廠的過程中立下了汗馬功勞。
阿貝在檢查了當時憑經驗製造出來的顯微鏡之後,發現那些質量好的物鏡,其工作位置都是符合正弦條件的,這樣就揭示了製造優良物鏡的秘密。1873年,阿貝在顯微鏡成像理論中首次引入頻譜概念和二次成像概念,他還從他的成像理論推導出了眾所周知的關於顯微鏡分辨距離的公式。這樣,理論與實踐相結合,阿貝先後發明了焦距儀,阿貝折射計,球徑儀等多種光學儀器,付諸使用後,大大提高了光學儀器的產品質量。
在17世紀胡克曾注意到,當觀察水中生物時,如果物鏡的前透鏡與水相接觸以致於在透鏡和標本之間沒有空氣時,觀察到的圖像特別清晰。阿貝參看了前人對此問題的研究成果,又對大約300種液體進行試驗,最後選擇了香柏油做為浸沒液體。在1878年設計成功了浸沒物鏡,這是阿貝對顯微鏡事業的重要貢獻之一。