Ki készítette az első távcsövet? | MCSE

Ki készítette az első távcsövet?

Feltűnést
keltő nyilvános előadást és vitaestet hirdetett meg 1993. március 26-
ra a londoni Régiséggyűjtők Egyesülete (Society of Antiquaries),
“Volt-e Erzsébet-kori távcső?” – Was there an Elisabethan Telescope?
- címmel. A vitatott kérdés ugyanis az, hogy készítettek-e Angliában,
a 16. sz. derekán a gyakorlatban is használható távcsövet – több mint
fél évszázaddal a holland távcső általánosan elfogadott feltalálása
(1608) előtt? (Az angliai “Erzsébet- kor”, I. Erzsébet királynő 
VIII. Henrik lánya – uralkodásának, az 1558-1603 közötti időszaknak,
tágabb értelemben a 16. sz. derekától a 17. sz. elejéig terjedő
korszaknak megjelölése; ez a korszak egyúttal az angol királyság
politikai, gazdasági és kulturális felvirágzásának kora.)

Az
úgynevezett holland- vagy Galilei-rendszerű távcső megalkotójának
személye vitatott ugyan, annyi azonban kétségtelen, hogy 1604 és 1608
között készült az első használható példány. Tény, hogy a weseli
születésű, 1594 óta a hollandiai Middelburgban dolgozó
szemüvegcsiszoló, Hans Lipperhey (elhunyt 1619-ben) 1608. október
2-án a batáviai államszövetséghez fordult szabadalomért egy, a távoli
tárgyak megnagyítására alkalmas optikai csőre. Ugyanaz év október 17-én
Lipperhey üzleti versenytársa, Jacob Adriaanszon, vagy másként Alkmaari
Metius
(elhunyt 1624 után) hasonló eszköz feltalálását jelentette be.
Utóbb felbukkant egy harmadik üvegcsiszoló, az összetett mikroszkóp
egyik megalkotója, Zacharias Janssen (1588-1632), aki azt állította,
hogy a holland-rendszerű teleszkópot már 1604-ben elkészítette.

Az
újabb kutatók, pl. J.A.F. de Rijk (Bruno Ernst) Janssent tekintik a
távcső feltalálójának. Mindenesetre annyi bizonyosnak tűnik, hogy a jól
használható holland-rendszerű távcső a 17. sz. első évtizedében,
Hollandiában bukkant fel, 1609 tavaszán pedig Brüsszelben már
árusítottak is ilyen távcsöveket. Ugyanebben az időben jutott el a híre
– utóbb talán egy példánya is – Galileihez, aki 1609 őszétől
megkezdte távcsöves csillagászati észleléseit. Ezzel indult hódító
útjára a tudományban a távcső, új fejezetet nyitva a csillagászati
megfigyelések történetében.

Ismeretes, hogy a
holland rendszerű (Galilei-féle) távcső okulárja negatív (szóró-)
lencse. Ez az optikai rendszer közvetlenül egyenes állású képet ad, de
látómezeje nagyon kicsi, a látótér fényességeloszlása elég rossz,
okulármikrométer, szálkereszt pedig nem alkalmazható e teleszkópoknál.

Már
nem sokkal az első távcsövek megjelenése után elhangzottak olyan
vélekedések, hogy a teleszkópot voltaképpen jóval korábban feltalálták.
Mellőzve az ide vonatkozó vitákat és találgatásokat, egyedül az angol
filozófus-természettudós Roger Bacon (1214-1294) nevére utalunk. Bacon
valóban ír arról, hogy a fénytörés jelenségét felhasználva, optikai
eszközök segítsé- gével a távoli tárgyak közelinek láthatók. Sőt, igen
helyesen, a látószög nagyításáról ír. Arra azonban semmi bizonyíték
sincsen, hogy Roger Bacon valóban készített távcsövet. Legtöbb
magyarázója úgy véli, hogy az arab Alhazen (Ibn al Haitham, 965-1039)
Optikájának, valamint a 13. században már elterjedt látásjavító
szemüvegek ismeretében mintegy megsejtette a teleszkóp megalkotásának
lehetőségét.

Az utóbbi években azonban ismét
felmerült annak lehetősége, hogy valóban készítettek már a holland
szemüvegkészítők előtt is működőképes távcsövet. Ennek egyik
bizonyítékát az angol Leonard Digges (1520-1559) földmérő és
matematikus posztumusz művében, a Pantometriában vélik fellelni.
Megjegyzendő, hogy a Pantometriának ezt a helyét régóta ismerik és
idézik is, de a meglehetősen homályos szöveget nemrég Colin Ronan
tudománytörténet-kutató újraértékelte és magyarázta.

Leonard
Digges és fia, Thomas Digges (1546-1595) az angliai reneszánsz tudomány
jelentős alakjai. Az idősebb Digges (születési éve 1510 vagy 1520) a
kontinensen is megfordult, a cambridge-i Trinity College-ben
matematikát tanult. Oktatója a “fantasztikus” John Dee (1527-1608), az
alkímia és a misztikus gondolatok híve, aki emellett a kor legjobb
tudományos mérőműszereivel foglalkozott. Az idősb Digges később
szögmérő műszerek tervezésével, földmérő- térképész munkákkal és
csillagászattal foglalkozott. Tőle származik az egyik fokmérő
műszertípus “theodelitus” elnevezése, amely utóbb, kissé más
értelmezéssel átment a ma is használt teodolitok megnevezésére. Több
geodéziai tárgyú munkája mellett élete végéig dolgozott Geometrical
Practical Treatize named Pantometria
c. művén, amelyet azonban már
halála után fia adott ki, 1571-ben.

Az ifjabb
Digges Oxfordban tanult, hadseregírnokként ő is megfordult a
kontinensen. Haditechnikai számításokról írt műve mellett egyik
szférikus csillagászati könyvében, 1573-ban ő ismerteti először angol
nyelven Kopernikusz munkáját, és ír az 1572. évi szupernóváról. Apjának
Pantometria c. munkájához írt előszavából tudjuk, hogy az idősebb
Digges 1540 körül optikával is foglal- kozott. Mint írja:

“Apám
folytonos fáradságos gyakorlati és matematikai bizonyítások
segítségével képes volt, és különböző időpontokban megismételte, hogy
különféle, egymáshoz egyező szög alatt elhelyezett üvegekkel .azaz
lencsékkel. nem csak a távoli tárgyakat fellelje, a betűket
elolvassa… de a Dowes melletti nyílt mezőről, hét mérföldnél
messzebbről megmondja, hogy mi történik abban a pillanatban a
magánhelyeken”.

Ez a leírás valóban olyan,
mintha távcsöves megfigyelést ismertetne. A kutatók többsége, köztük
Henry C. King távcsőtörténet-kutató úgy vélekedik, hogy Leonard Digges
távollátó volt, és véletlen szerencsével megválasztott szemüveg
használata tette képessé a “nagyított” látásra. Távollátóknál ugyanis a
szemlencse gyújtópontja a szemgolyó hátsó fala — és az érzékelő sejtek
– mögött van. Ezért használnak a távollátás javítására pozitív
(gyűjtő) lencsét. A szemüveglencse és a távollátó szemlencse véletlen
kombinációjaként azonban előállhat az a helyzet, hogy a szemüveg mint
távcsőobjektív, a szemlencse mint okulár szerepel, és az érzékelő
recehártyán egy kismértékben nagyított kép jelenik meg. Ehhez csak az
szükséges, hogy a szemüveg lencséje ne közvetlenül a szemgolyó előtt,
hanem attól távolabb legyen. Ilyen véletlen elrendezéssel a normális
leképezéshez viszonyítva két-háromszoros nagyítás is kialakulhat a
szemben!

Ha a Pantometria idézett részét lehet
is ily módon magyarázni, Colin Ronan felhívja a figyelmet az említett
munka egy másik helyére, ahol ez áll:

“Homorú
és domború, kör szférikus és paraboloid tükrökkel, illetve ezek
megfelelő szög alatti párosításával, és átlátszó üveg segítségét
felhasználva, amely megtör vagy egyesít .tudnillik a fénysugarakat., a
tükrök visszaverésével kép alakul ki, amely leképezi az egész
területet; vagyis egyes részletek annyira megnövekednek, hogy a parányi
tárgyak olyan világosan kivehetők, mintha a megfigyelő közelében
lennének…”.

C. Ronan nyomatékosan kiemeli,
hogy ez a leírás már igen bonyolult optikai eszközt ismertet, amely
semmiképpen sem lehet csak a képzelet szülötte. Úgy véli, hogy egy
olyan távcsőről van szó, amelynek objektívje gyűjtőlencse, okulárja
pedig homorú tükör. Optikai megfontolások alapján megpróbálta
rekonstruálni a Digges-féle lencsés-tükrös távcsövet.
Megkísérelte rekonstruálni Leonard Digges kombinált optikájú, mai
értelemben katadioptrikus távcsövét. Feltevése szerint az objektív
aránylag hosszabb gyújtótávolságú gyűjtőlencse volt, ennek fókuszán túl
egy igen rövid gyújtótávolságú homorú tükröcske foglalt helyet
okulárként. Az okulár-tükör síkja az objektív optikai tengelyéhez
viszonyítva kissé megbillentve állt, így az erről visszaverődő
sugárnyaláb ferdén oldalra vetült, az észlelő feje betekintéskor nem
takarta el a sugármenetet.

Elméletileg ez az
elrendezés valóban alkalmas a leképezésre. C. Ronan feltevésének
ellenzői azonban azt hangoztatják, hogy Digges korában nem tudtak
kellően tiszta, homogén üvegű lencsét előállítani; és megfelelő tükröző
felületű homorú tükröcskét sem tudtak csiszolni. Úgy vélik ugyanis,
hogy az okulárként szolgáló tükröcske üvegből kellett hogy legyen -
mivel a fémtükör-csiszolást később dolgozták ki –, de az üvegfelszín
tükröző felületét ekkor még nem tudták elkészíteni.

Ronan
ezzel szemben elkészítette a “Digges-féle” távcső működő
rekonstrukcióját, amelyet a BBC televíziós adásában, 1992 augusztusában
bemutattak. Teljesen bizonyító értékűnek ezt a kísérletet sem tekintik,
hiszen mai optikai ismeretek birtokában készült a modell. Az is
vitatott, hogy Digges tervezett-e ilyen bonyolult optikai eszközt.

Megítélésem
szerint Leonard Digges valóban elkészíthette a katadioptikus távcsövet.
Tény, hogy a tiszta üvegű szemüveglencse a 16-17. században ritkaság
volt még, de mégsem teljesen elérhetetlen. Így például I. Ágost szász
választó- fejedelem Muranóból és Angliából hozatott jobb minőségű
szemüvegeket. Mint látni fogjuk, tiszta hegyikristályból is csiszoltak
lencséket. Másrészt ügyes ötvösök – díszítő céllal – tudtak elő
tudtak már állítani meglepően pontos homorú és domború felületeket. Még
a közép-amerikai olmék indiánok régi kultikus tárgyai között is
találtak optikai igénnyel csiszolt homorú fémtükröt.

Leonard
Diggesnek tehát megvolt a lehetősége arra, hogy kivételes szerencsével,
sok kísérletezés árán összeállítson egy katadioptrikus műszert. Nagyobb
problémát jelent, hogy az egymáshoz viszonyítva ferdén álló optikai
elemek összehangolása még ma is nehéz feladatat elé állítja a
műszerépítőket. A Digges-féle távcső legfeljebb a látótér egy részén,
és a szem erőltetésével adhatott jó képet. Ezek a nehézségek
magyarázzák, hogy az “Erzsébet-kori távcső” nem terjedhetett el.

Ellenben
bizonyosra vehető, hogy a 16. században a “nagyító cső”, távcső eszméje
már többek gondolatában is megfordult. Egyrészt a szemüveg elterjedése is sugallta a távoli tárgyak nagyított szemlélésének lehetőségét,
másrészt az optikai törvények megismerése elméletben is felcsillantotta
az ilyen eszköz készítésének lehetőségét. Jó bizonyság erre Leonardo da
Vinci
(1452-1519) távcsövének leírása, amely évtizedekkel Digges előtt
készült. Egyik feljegyzésében Leonardo da Vinci arról ír, hogy
szemüveggel “a Hold nagyobbnak látható”. Ezt azonban R. Reikher úgy
magyarázza, hogy az időskori távollátás szemüveg használatára
kényszerítette a nagy reneszánsz művészt, és nála is előállt az a
véletlen egybeesés, amikor a szem okulárként szerepel.

Leonardo
azonban egy másik, tükörírással leírt jegyzetében ismertet és lerajzol
egy holland rendszerű távcsövet is, amelynek lencséi igen átlátszó
hegyikristályból (átlátszó, víztiszta kvarcból) készültek. Az egyik
lencse – az objektív – 48 mm átmérőjű, síkdomború (plankonvex), a
másik – az okulár – közel hasonló átmérőjű, kétszer homorú
(bikonkáv), a két lencse távolsága 72 mm. Igen érdekes, hogy Leonardo a
lencséket egy-egy cső végébe kívánta erősíteni, és a két csődarab
egymásba tolható. Tehát már ő alkalmazta az okulárkihuzatot az
élesre állításhoz, amit például Galilei még nem ismert!

Leonardo
két rajzot is készített a leírás mellé, az egyik a lencse csiszolását
mutatja, a másik a rövid állványra vagy fogantyúra erősített távcsövet.
A cső belsejében, a gyűjtőlencsére utalva a következő felirat áll:
“Nézőüveg kristályból, a szélén egy uncia, néhány uncia vastagságig”.

Kétségtelen,
hogy ezt a holland rendszerű távcsövet Leonardo da Vinci valóban
elkészítette, és használta is. A “holland távcső” feltalálója tehát
Leonardo da Vinci. Műszere azonban ismeretlen maradt, még a kortársak
előtt is, jegyzeteit pedig csak a múlt században találták meg – így
tehát a távcsövek fejlődésére nem lehetett hatással.

Annak
ellenére, hogy bizonyosnak látszik, távcsövet már Leonardo da Vinci,
majd tőle függetlenül Leonard Digges is készített a 16. század elején
ill. derekán, a holland mesterek érdeme nem vitás. A 16. század korai
távcsöveiből egyedi példányok készültek, a lencsék nagy hibái, a
hegyikristály magas ára és más nehézségek miatt nagyobb számban nem is
lehetett készíteni ilyen műszereket. Emellett a leképezés hibái miatt
nem is tűnt ki használatuk előnye a csillagászati megfigyeléseknél!
Erre csak akkor kerülhetett sor, amikor a 17. sz. elején a lencsék
minősége javult, az előállítás költségei csökkentek, és tömegesen
lehetett már jó “nézőcsöveket” gyártani.

A Meteor 1993/3. számában megjelent cikk internetes változata.