«Оптика России. Очерки истории и развития»
Оптика, с одной стороны – древняя наука: поколения жрецов определяли малейшие изменения положения небесных тел, наблюдая в течение веков кажущееся неизменным положение созвездий на небе. Эти астрономические наблюдения помогали человечеству осознать своё место в мироздании и использовались людьми в практических целях. В книге показаны выдающиеся учёные – авторы основных законов оптики. Изобретение телескопа и микроскопа, привело к использованию такого понятия как оптическое изображение, Великие открытия в оптике, сделанные в XVII – XVIII веках, привели к использованию оптического изображения и стимулировали бурное развитие оптики, а введённые в неё новые разделы и области человеческого знания, такие как лазерная техника, нелинейная оптика, голография, иконика, оптическое материаловедение, космическая оптика, инфракрасная техника, видеотехника, оптотехника и ещё десятки других, стали характеризовать оптику как одну из самых современных наук, нередко способствующую появлению новых физических теорий мироздания.
Показан трудный путь становления и развития оптики в России и условия, в которых это происходило. Несколько новейших разделов оптики – природа света, теория ахроматических систем, стекловарение, приборостроение, видение ночью и в сумерках, прохождение через атмосферу мощных световых пучков (молнии), микроскопия, фотометрия, астрофизика – были в поле деятельности многогранно великого русского учёного Михаила Васильевича Ломоносова. Благодаря его трудам, а также принятым на российскую службу иностранным профессорам, Россия оказалась на передовом рубеже оптической науки и техники XVIII –го века
К сожалению, после смерти М.В. Ломоносова не удалось сохранить и укрепить школы по тем областям оптики, физики, химии, механики, которые при его жизни получили развитие.
В 1785 году владимирский крестьянин Сергей Трындин стал первым русским оптиком, имевшим свою мастерскую в России. 1809 год считается годом официального основания фирмы Трындиных, которая успешно функционировала в течение более века и влилась в оптическую промышленность СССР.
Полвека спустя, в 1852 году, немец Теодор Швабе открывает оптический магазин для продажи привезённых из-за границы мелких оптических принадлежностей и медицинских инструментов. Со временем фирма превратилась в производителя геодезических инструментов (завод «Геофизика»). Во время Великой Отечественной войны завод был эвакуирован в г. Свердловск и дал начало Уральскому оптико – механическому заводу.
Оптика в России получила новый импульс развития в конце XIX века (теоретическая и физическая оптика) и начале XX века (оптические приборы), благодаря трудам великих русских учёных (В.В. Петров, А.Г. Столетов, П.Н. Лебедев, Б.Б. Голицын и др.) и изобретателей.
История возникновения оптического стекловарения относится к XVII веку. Технология варки оптического стекла, представляющего собой многокомпонентный и многопараметрический процесс, который держался в секрете заводами – мировыми производителями оптического стекла, изложена в книге достаточно подробно, усиливая внимание к драматической ситуации, сложившейся в 1914-1920 годах из-за отсутствия отечественного оптического стекла. Но уже в 1927 году Россия смогла решить сложнейшую техническую проблему и отказаться от импорта оптического стекла. С началом Великой Отечественной войны эвакуированные стекловары – оптики из Ленинграда, Изюма и Лыткарино вместе с местными стеклоделами – художниками за 2-3 месяца создали в Пензенских лесах новый завод «Красный Гигант», не допустив простоя линий конвейеров нескольких эвакуированных на восток оптических заводов, которые так же, «с колёс» эшелонов эвакуации, начали серийный выпуск оптических приборов.
Всего за годы войны разработано и освоено в серийном производстве 85 новых и модернизированных оптических приборов, поставлены оптические приборы для 490 тысяч орудий, 137 тысяч самолётов, 100 тысяч танков и самоходок, огромное количество биноклей и прицелов для снайперских винтовок.
Необходимость развития оптического приборостроения определяет потребность в развитии оптической науки, как прикладной, так и фундаментальной. Эти функции были возложены на Государственный оптический институт, созданный в 1918 году академиком Д.С. Рождественским. ГОИ усилиями многотысячного коллектива (в 1980-е годы его численность достигала 10500 человек) под руководством профессоров М.М. Мирошникова, Е.Н. Царевского, Б.А. Ермакова, Г.Т. Петровского стал одним из крупнейших в мире научным центром в области оптики и оптотехники.
В 1955 – 1990-х годах, которые можно назвать «золотыми годами и десятилетиями» оптической промышленности, получили большое развитие оптические заводы, центральные конструкторские бюро, научно-исследовательские и технологические институты. Они разрабатывали и серийно выпускали свыше 3000 наименований приборов по примерно 100 научно-техническим направлениям.
Были построены десятки новых оптических предприятий, созданы крупные производственные и научно-производственные объединения, созданы новые оптические научные центры, крупные технические и технологические центры, заводы для массового производства оптической продукции. Объём продукции, выпускаемой оптической промышленностью, увеличился почти в 6 раз. Численность работающих в оптической промышленности достигала 326 тысяч человек.
История многочисленных оптических предприятий и организаций представлена в книге не только перечнем и временем создания различных видов и типов оптических приборов, но и тысячами имён (свыше 1400 портретов) тех, кто создавал эти приборы.
Разработка и серийное изготовление многих тысяч приемников излучения и фотоприемных устройств, электронно-оптических преобразователей, история появления принципиально нового источника излучения – лазера, его влияние на развитие многих направлений оптотехники, оптических устройств и оптико-электронных приборов, вопросы организации в стране крупных коллективов специализированных предприятий (НИИ, ЦКБ и заводы) для развития микрофотоэлектроники и лазерной техники, также нашли достаточное отражение в книге, в истории десятков современных высокотехнологичных производств военно-промышленного комплекса.
В книге уделено большое внимание развитию оптической науки в ведущих университетах страны, в том числе десятках факультетов и кафедр оптического профиля, институтах Академии наук (РАН и СО РАН), Украины, Беларуси, Армении, а также в крупных научно-исследовательских институтах ряда других Министерств (кроме Миноборонпрома). Обстоятельно рассмотрены взаимосвязи академической, вузовской, прикладной науки и производства. В книге показано, что лазерная техника, вычислительная оптика, оптические технологии, оптико-электронное приборостроение, да и сама фотоника – составные части науки «оптика».
Вполне естественно, что развитие оптического производства и науки требовало привлечения специалистов – инженеров и исследователей, специалистов среднего звена. Для их подготовки в стране открывались новые учебные заведения и перепрофилировались старые. В учебном процессе были задействованы лучшие специалисты страны, сконцентрированные на оптических кафедрах и факультетах СПб НИТУ ИТМО, МГТУ им. Н.Э. Баумана, МИИГА и К, СГА и К (г. Новосибирск), КНИТУ-КАИ (г. Казань), МГУ им. М.В. Ломоносова и других ВУЗов, и в нескольких техникумах. За все годы всеми ВУЗами страны подготовлены свыше 30000 оптиков – инженеров, конструкторов, технологов.
Проблемы будущего, Оптика проходит очередной этап миниатюризации, в основном за счёт использования нанотехнологий. Кристаллическая, интегральная, волоконная оптика, неизображающая, дифракционная и компьютерная оптика станут основой для создания принципиально новых систем в технической диагностике, неинвазивных медицинских приборах, при изучении физиологических процессов в организме на клеточном уровне. Освоение новых источников излучения и новых спектральных диапазонов позволят развить систему датчиков всех видов, в том числе в автомобилестроении и авиации, создать миниатюрные бытовые спектральные приборы для обеспечения различных жизненных систем человека, анализа качества всех видов пищевых продуктов и услуг в быту каждой семьи. Важнейшим событием в оптике будущего является открытие профессором Веселаго В.Г. (Россия!) оптических метаматериалов с отрицательными значениями показателя преломления. В принципе это – революция в оптике, пока ещё не осмысленная в полной мере учёными. Технологии в области фотонных кристаллов, плазмоники, квантовых точек также найдут практическое применение во многих областях науки и техники: они будут определяющими при создании оптического компьютера и когнитивной техники будущего.
Автор показывает огромные, практически беспредельные, возможности оптики при решении поставленной руководством государства проблемы модернизации России во всех областях и ипостасях, прежде всего, в военном деле при создании высокоточного вооружения для подавления любых средств противника с первого выстрела, при разработке новых технологий многократного повышения производительности труда.
Необходимо придать оптике – науке XXI века – новый статус одной из важнейших критических технологий государственного уровня значимости.
В одном из приложений книга содержит в хронологическом порядке основные открытия, законы, изобретения в оптике, позволившие ей достигнуть современного уровня, и названы выдающиеся учёные – оптики – авторы этих событий.
Содержание книги «Оптика России. Очерки истории и развития» ориентировано, прежде всего, на специалистов оптического и оптико – электронного приборостроения: учёных, инженеров, конструкторов, технологов, на потребителей оптики, техническую молодёжь, студентов и всех людей, не равнодушных к истории развития техники.