На первый взгляд, конструкция калейдоскопа выглядит простой: трубка с зеркалами внутри, цветные стекла и бисер. На самом деле запатентовать это причудливое устройство пытались многие. А его изобретатель Дэвид Брюстер так и не сумел заработать на своем детище.
Внутри классического калейдоскопа есть только зеркала и засыпанные цветные элементы. Гелевые калейдоскопы заполнены жидким веществом. Гелевый раствор с разноцветной засыпкой в виде стекол, фольги, бисера плавно перетекает, отражаясь в зеркалах.
Виды калейдоскопов
В восточных странах популярны калейдоскопы с движущимися кольцами. На торце трубки есть несколько колец, которые надо вращать, чтобы увидеть меняющиеся узоры. В талейдоскопах нет цветных элементов внутри, зато там встроена линза. Фрагмент изображения, на который направлена труба талейдоскопа, увеличивается с помощью линзы и многократно отражается от зеркальной внутренней призмы.
Слово «калейдоскоп»» состоит из греческих слов «прекрасный», «вид» и «смотреть». А идея создания этой оптической игрушки случайно возникла в голове шотландского физика в ходе экспериментов с поляризацией света.
С юных лет
Дэвид Брюстер родился 11 декабря 1781 года в небольшом шотландском городке Джедборо. Его отцом был директор школы. Кроме Дэвида, в семье росли еще пять детей. Достигнув нужного возраста, будущий изобретатель поступил в Эдинбургский университет и увлеченно изучал там… теологию. Точные науки поначалу совсем не интересовали молодого человека. Брюстер принял духовный сан и стал одним из основателей Свободной шотландской церкви.
В 1801 году в карьере молодого ученого произошел перелом. Дэвид Брюстер увлекся оптикой. Научная деятельность вытеснила другие интересы. Дэвид добился успеха на новом поприще, и больше уже сферу деятельности не менял.
Полтора десятилетия спустя Брюстера избрали членом Лондонского королевского общества. В 1821 году ученый стал иностранным членом Шведской королевской академии наук. Петербургская академия наук тоже отметила заслуги Дэвида Брюстера и в 1830 году сделала его своим почетным членом.
В 1859 году сэр Дэвид вернулся в Эдинбургский университет, но уже в новом качестве. Он стал ректором этого учебного заведения.
Калейдоскоп был не единственным изобретением этого талантливого человека. Многозональный объектив, бинокулярная камера, два типа поляриметров и линзообразный стереоскоп, позволяющий просматривать трехмерные изображения, – вот немалый список его научных достижений.
Дэвид Брюстер пробовал себя в качестве автора и редактора научных изданий. Он составил биографию Исаака Ньютона и отредактировал 18 томов Эдинбургской энциклопедии.
На пороге открытия
В 1811 году Брюстер создал многозональную линзу, состоящую из нескольких вложенных сегментов. Огюстен Френель усовершенствовал разработку Дэвида Брюстера. Он нашел применение для этой идеи в устройстве маяка, где требуется рассеивать пучок света на значительное расстояние. Есть мнение, что на внедрении подобных линз на британских маяках настоял именно Брюстер.
Шотландец уделял оптике все больше личного времени. Лабораторными опытами с поляризацией света Брюстер продолжил заниматься в 1815 году. Он заметил, что стекляшки, помещенные в трубу с зеркалами, создают красивые симметричные узоры в отражениях. Смена узоров зависела от того, под каким углом зеркала располагались друг к другу. Также изображения менялись в зависимости от количества зеркал.
Первая конструкция калейдоскопа появилась через год. Прибор состоял из трубки с зеркалами на одном конце, и полупрозрачными дисками на другой. Между дисками помещался цветной бисер. Вскоре ученый запатентовал свое изобретение и решил на нем заработать. Он обратился к производителю ахроматических объективов. Новая оптическая игрушка сразу стала популярной, спрос на продукцию был стабильно высоким.
Радостный автор новинки написал «Трактат о калейдоскопе», чтобы поддержать интерес у покупателей. Шотландский оптик был уверен, что его калейдоскоп завоюет весь мир. Так и было. Узоры используют в своей работе многие ремесленники. В картинках из калейдоскопа нуждались ювелиры и декораторы, архитекторы и штукатуры, резчики и текстильщики. В гончарном ремесле и в мебельном производстве – везде нашлось место для нового изобретения. Но вот заработать много денег ученому не удалось!
Выяснилось, что его заявка на патент составлена некорректно. Многочисленные пробелы и неточности не защитили его детище от копирования. Для ученого это был тяжелый удар. Он писал супруге, что если бы в патенте не было ошибок, то он заработал бы сотни тысяч фунтов. Шотландец ничуть не преувеличивал значимость своего изобретения. Мода на калейдоскопы охватила все сословия и нации. Горожане с оптическими трубками в руках были повсеместно. Продавцы калейдоскопов дрались между собой. В научном сообществе не утихали споры на тему, с какой вероятностью может повториться тот или иной узор.
Ребятня и взрослые ходили по улицам, прильнув к магической трубке. В газетах печатали сводки о несчастных случаев с пешеходами, которые происходили из-за подобной невнимательности.
На улицах были установлены общественные калейдоскопы. За один пенни можно было вдоволь налюбоваться на занимательные узорчатые картинки. В каждой уважающей себя семье в гостиной был установлен калейдоскоп.
В Российской империи с восторгом восприняли появление калейдоскопа. Баснописец Измайлов даже посвятил стихотворные строки новому прибору. Ходили слухи, что по заказу богатых людей в России делали калейдоскопы с драгоценным наполнением. Вместо бисера в конструкцию засыпали аметисты, топазы, алмазы. Надо полагать, что цена такой оптической игрушки превышала в тысячи раз стоимость калейдоскопа Брюстера.
Последователи и почитатели
В 1870-х годах американский физик сделал «калейдоскоп для гостиной». Чарльз Буш поставил продолговатый цилиндр черного цвета на деревянный штатив. Этот цилиндр мог поворачиваться на 360°. На оптическом приборе был закреплен медный барабан. Внутри барабана находились стекляшки, треть из них была заполнена жидкостью. Внутри жидкости парили воздушные пузырьки. Все эти элементы вместе взятые создавали фантастические, ни с чем не сравнимые, узоры. Для XIX века это было невероятно.
В Америке оптические игрушки производили тысячами. К началу XX века популярность изобретения Брюстера стала затухать. Из модного атрибута он превратился в детскую игрушку, копеечную картонную трубочку с бисерным наполнением.
В 1970-е годы для калейдоскопа началась вторая волна популярности. Представители хиппи, тяготеющие к ремесленным поделкам, стали изготавливать калейдоскопы и распространять их среди своих. Но «дети цветов» не единственные, кто с уважением отнесся к изобретению шотландца. Идеи Брюстера популярны и в наши дни.
В 2005 году в рамках Всемирной выставки был представлен экспонат, сделанный японскими оптиками. Прибор-гигант был выполнен в виде 47-метровой башни. Зрителям достаточно было зайти в вестибюль и посмотреть вверх. Узоры внутри башни отражались на круглом потолке.
Абстракционисты используют эффект калейдоскопа в своих инсталляциях. Не так давно появился очередной резонансный арт-проект. Дизайнер вместо стекляшек наполнил свой виртуальный калейдоскоп человеческими телами. Симметричные узоры из обнаженных людей вызывают жуткие ассоциации. Можно предположить, что Дмитрий Захаров намеренно стремился вызвать у публики ужасающий гипнотический эффект.
Дэвид Брюстер хоть и упустил свой шанс обогатиться, но в накладе все же не остался. Ему досталась слава изобретателя. Многие европейские научные сообщества сделали его своим почетным членом. Но главную награду ему даровал король Вильгельм IV, который посвятил оптика в рыцари.
Достижения Дэвида Брюстера оставили свой след в науке. В честь этого физика назван минерал группы цеолитов. В природе брюстерит встречается в вулканических породах, таких как базальт. Кроме того, его именем назван кратер на Луне.
