С чего начиналась фотография
Шрифт:
Как уже говорилось вначале, несмотря на явные успехи оптиков, создавших к моменту изобретения фотографии совершеннейшие оптические приборы, хороших объективов у первых фотографов не оказалось, и им пришлось довольствоваться на первых порах простыми линзами для камер-обскур, которыми обычно пользовались художники. Объясняется это тем, что в более совершенных объективах до той поры не было необходимости, а потому никто над ними не работал. Однако оптики к этому были уже готовы и теоретически, и практически и, казалось, только ждали момента, когда понадобятся их знания и умение. И действительно, едва появилась фотография, а вслед за этим возникла потребность в соответствующем объективе, как уже через год такой объектив был создан. Это был портретный объектив «Фойхтлендер» с фокусным расстоянием в 150 мм и светосилой 1: 3,7. Рассчитал и изготовил его в 1840 г. талантливый венгерский математик и физик йозеф Пецваль. Причем оптическая система Пецваля
Камера-обскура. Принцип действия камеры-обскуры заключается в следующем. Если в одной из стенок темного ящика сделать небольшое отверстие, то на противоположной стенке ящика (внутри его, разумеется) образуется видимое световое изображение всех освещенных предметов, находящихся перед отверстием, при этом изображение будет перевернутым. Размеры изображаемых предметов или, другими словами, масштаб увеличения зависит от расстояния между отверстием и стенкой, на которой возникает изображение. Чем больше это расстояние, тем большими будут выглядеть изображаемые предметы. При этом качество изображения находится в прямой зависимости от величины отверстия. Чем оно меньше, тем резче изображение и тем оно темнее. С увеличением отверстия резкость изображения ухудшается, зато его яркость возрастает.
Как видим, все современные фотоаппараты есть не что иное, как все та же древняя камера-обскура, только снабженная различного рода вспомогательными механизмами. Принцип действия ее остался прежним, не претерпев никаких изменений!
Этот принцип был известен ученым давно. О нем еще в середине IV в. до н. э. упоминал в одном из своих трудов великий мыслитель древности Аристотель. Правда, в то время камера-обскура в том виде, какой она стала позже, еще не была известна. Дело в том, что принцип ее действия можно наблюдать в любом темном помещении с отверстием для света, в том числе в комнате, что и делал, по всей вероятности, Аристотель.
Такая комната и называлась первоначально камерой-обскурой, что в переводе с латинского означает «темная комната». Позже по аналогии с «темной комнатой» камерой-обскурой стали называть деревянный или металлический ящик с отверстием в передней стенке, куда вставлялась простая двояковыпуклая линза в оправе, а вместо задней стенки крепилась полупрозрачная бумага или матовое стекло.
Итак, речь пойдет об изобретении и усовершенствовании камеры-обскуры - прототипа современного фотоаппарата. Камера-обскура была уже хорошо знакома Вителло и Роджеру Бэкону. Между прочим, последний предлагал пользоваться камерой-обскурой вместе с зеркалом для того, чтобы, находясь в помещении, наблюдать за проходящими мимо окон людьми. Вероятно, это была первая попытка практического использования камеры-обскуры.
В 1279 г. англичанин Джон Пенхам высказал мысль, что камеру-обскуру можно использовать для наблюдений за движением Солнца. А это уже, пожалуй, первый случай, когда камеру-обскуру предлагалось применить в качестве оптического прибора для научных опытов. Кстати, Джон Пенхам был в то время архиепископом Кен-терберийским. Это говорит о том, что были священнослужители, в том числе и высокопоставленные, которые живо интересовались наукой и не без успеха проводили научные опыты.
Первым сделал детальное описание камеры-обскуры, сопроводив его чертежами, Леонардо да Винчи. Это описание сохранилось в рукописях гениального итальянца, которые были вывезены Наполеоном Бонапартом в качестве трофея во время Итальянского похода и затем в 1797 г. изданы в Париже. Интерес к камере-обскуре возник у Леонардо да Винчи в связи с изучением природы зрения. Пытаясь понять, каким образом на сетчатке глаза образуется изображение, он обращается за помощью к камере-обскуре, находя между нею и глазом много общего. Так, он советовал провести с камерой-обскурой «опыт, показывающий, как предметы посылают свои изображения, или подобия, пересекающиеся в глазу в водянистой влаге. Это станет ясно, когда сквозь маленькое круглое отверстие изображения освещенных предметов проникнут в очень темное помещение; тогда ты уловишь такие изображения на белую бумагу, расположенную внутри указанного помещения неподалеку от этого отверстия, и увидишь все вышеуказанные предметы на этой бумаге с их собственными очертаниями и красками, но они будут меньших размеров и перевернутыми по причине упомянутого пересечения. Такие изображения, если будут исходить от места, освещенного солнцем, покажутся словно нарисованными на этой бумаге, которая должна быть тончайшей и рассматриваться с обратной стороны, а названное отверстие должно быть сделано в маленькой, очень тонкой железной пластинке».
Описание камеры-обскуры
Был знаком с камерой-обскурой и голландский математик Гемма Фризиус. Он не только описал камеру-обскуру, но и первым с ее помощью наблюдал в январе 1544 г. солнечное затмение. Тогда же, в середине XVI в., делаются первые попытки ее усовершенствовать. Так, итальянский физик и математик Жером Кардано, для того чтобы улучшить в камере-обскуре изображение, предложил в 1550 г. вставлять в отверстие линзу, а для наводки на резкость советовал сделать заднюю стенку камеры передвижной. Другой итальянец, Даниелло Бар-баро, в своей книге о перспективе, изданной в 1556 г., наряду с предложением пользоваться линзой указал, что, диафрагмируя эту линзу, можно добиться улучшения качества изображения. О подобном усовершенствовании камеры-обскуры писал также еще один итальянский ученый XVI в., Джованни Батиста Бенедетти, в книге, вышедшей в 1585 г. в Турине. Большое неудобство представляло перевернутое изображение. Чтобы избавиться от этого недостатка, Игназио Данти предложил в 1573 г. крепить к камере-обскуре зеркало, которое вторично переворачивало изображение.
Тем не менее долгое время изобретателем камеры-обскуры считался итальянский физик Джованни Батиста делла Порта. Почему же так случилось? Чтобы ответить на вопрос, необходимо хотя бы вкратце познакомиться с биографией этого замечательного ученого средневековья.
Родился Порта в Неаполе (относительно года его рождения между биографами ученого нет единого мнения, называются различные даты - 1538, 1540, 1545 гг.) и получил блестящее по тем временам образование. В молодости он много и с пользой путешествовал, причем не только по Италии, но и по многим странам Европы.
Попав в какой-либо город, Порта всегда преследовал две цели: провести побольше времени в местной библиотеке и встретиться с тамошними учеными. Вскоре Порта становится одним из самых образованных людей своего времени. Взяв себе в помощники родного брата, он приступил к практическим научным опытам. Его интересуют многие вопросы физики, в том числе и оптики. Имя Порта становится известным, и многие научные общества избирают его своим членом. Из-под его пера выходит ряд книг, касающихся самых различных областей человеческих знаний.
В 1560 г. Порта издает свой главный труд - книгу в четырех томах под названием «Натуральная магия», ставшую своего рода научной энциклопедией для многих последующих поколений ученых. О необыкновенной популярности этой книги можно судить хотя бы по тому, что только при жизни автора она издавалась 20 раз и была переведена на несколько европейских языков. Один из разделов книги был посвящен камере-обскуре. Порта, между прочим, писал, что знает «секрет, который намерен хранить», того, как можно повысить качество изображения в камере-обскуре при помощи линзы, ни словом при этом не обмолвившись о том, откуда он почерпнул эти сведения. А почерпнул он их, вероятнее всего, из книги Цезаря Цезариано, которая также была хорошо известна в научных кругах того времени. Широкое распространение «Натуральной магии» и ее необыкновенная популярность сделали свое дело - еще при жизни Порта стал считаться изобретателем камеры-обскуры. В немалой степени этому способствовали и высказывания некоторых авторитетных ученых, которые были знакомы с «Натуральной магией» Порта, но не знали предшествующих изданий и рукописей, в которых говорилось о камере-обскуре. Так, например, в 1604 г. Иоганн Кеплер писал, что сведения о камере-обскуре он почерпнул из книги Порта. О том, что Порта является изобретателем камеры-обскуры, шла речь в статье «Камера-обскура» из знаменитой «Энциклопедии» Дидро и Д'Аламбера. То же самое утверждал и автор-составитель известного в XVIII в. учебника физики аббат Ж. А. Нолле. Но, пожалуй, больше всех способствовал распространению и упрочению этого ошибочного мнения известный французский физик и астроном Д. Ф. Араго. Выступая 19 августа 1839 г. в Парижской Академии наук с сообщением об изобретении дагеротипии, он назвал Порта единственным, кто был причастен к изобретению камеры-обскуры. С той поры, благодаря огромному авторитету Араго, во всех книгах по истории фотографии Порта называется изобретателем камеры-обскуры. И только значительно позже историки науки и техники исправили эту ошибку.
До XVII в. все камеры-обскуры были стационарными, так как представляли собой обыкновенные затемненные комнаты, в которых можно было вести астрономические наблюдения, как это делали Пенхам и Фризиус, проводить оптические опыты (Леонардо да Винчи и Цезариано) или обводить изображение углем или мелом на бумаге, как это советовали делать Барбаро и Порта. Кардано же предполагал использовать камеру-обскуру в качестве вспомогательного технического средства при постановке развлекательных зрелищ и показе всевозможных чудес. Тем не менее такие камеры-обскуры из-за своей неподвижности не находили должного распространения и являлись большой редкостью.