קרל צייס

קרל צייס
Carl Zeiss
	קרל צייס ב-1907
לידה	11 בספטמבר 1816; ויימאר, הדוכסות הגדולה של סקסוניה-ויימאר-אייזנך
פטירה	3 בדצמבר 1888 (בגיל 72); ינה, הקיסרות הגרמנית
מקום קבורה	Johannisfriedhof
השכלה	אוניברסיטת פרידריך שילר; Wilhelm-Ernst-Gymnasium;
ילדים	Roderich Zeiss

קַרְל צַייס (בגרמנית: Carl Zeiss; ‏11 בספטמבר 1816 – 3 בדצמבר 1888) היה יצרן מכשירים מדעיים (אנ'), אופטיקאי ואיש עסקים גרמני. בשנת 1846 הוא ייסד את הסדנה שלו, שעדיין פועלת כיום כחברת צייס. צייס אסף קבוצה של אופטיקאים וייצרני זכוכית מוכשרים, מעשיים ותאורטיים, כדי לעצב מחדש את רוב ההיבטים של ייצור מכשירים אופטיים.

שיתוף הפעולה שלו עם ארנסט אבה חולל מהפכה בתאוריה האופטית ובעיצוב המעשי של מיקרוסקופים. שאיפתם להרחיב את ההתקדמות הללו הביאה את אוטו שוט (אנ') למפעל כדי לחולל מהפכה בייצור זכוכית אופטית. חברת קרל צייס צמחה לאחת החברות האופטיות הגדולות והמכובדות בעולם.

לידה ומשפחה

אביו של קרל, יוהאן גוטפריד אוגוסט צייס (1785–1849), נולד ברסטנברג (אנ'), שם אבותיו עבדו כבעלי מלאכה במשך למעלה מ-100 שנה. אוגוסט עבר עם הוריו לבוטשטדט (אנ'), עיר בירה אזורית קטנה מצפון לוויימאר, שם נשא לאישה את יוהנה אנטואנט פרידריקה שמיט (1786–1856). אימו של קרל צייס הייתה קרובת משפחה של כריסטיאנה וולפיוס (אנ'), רעייתו של יוהאן וולפגנג פון גתה.^[1]

אוגוסט צייס עבר אז לוויימאר, בירת הדוכסות הגדולה של סקסוניה-ויימאר-אייזנך, והשאיר את העסק המשפחתי בידי אחיו. שם הוא עבד כאומן חריטה מכובד, שיצר עבודות חריטה באם הפנינה, ענבר, שנהב וחומרים אקזוטיים אחרים. הוא יצר קשר עם יורש העצר, ולימים הדוכס הגדול, קרל פרידריך, הדוכס הגדול של סקסוניה-ויימאר-אייזנך (1783–1853),^[1] יורשו של קרל אוגוסט. יורש העצר חיפש אומן שילמד אותו חריטה אומנותית וכך נוצר הקשר עם אוגוסט צייס.^[1] הידידות בין האומן לשוליה נמשכה 40 שנה. כאשר נולד בן למשפחת צייס ב-11 בספטמבר 1816, כחמישי מבין שישה ילדים ששרדו, הרך הנולד הוטבל לכבוד סנדקו יורש העצר ואביו הארכידוכס, קרל פרידריך.^[1] מבין אחיו של צייס, שלוש אחיות ושני אחים הגיעו לבגרות. לפני 1885, שם המשפחה אוית Zeiß.^[1]

חינוך

השכלה גבוהה הייתה הדרך היחידה לניידות חברתית באותה תקופה ואוגוסט צייס שלח את כל שלושת בניו לבית הספר התיכון המכין לאוניברסיטה, ה"גימנסיה", כהכנה לאוניברסיטה. שני הבנים הגדולים למדו פילולוגיה והיסטוריה והמשיכו לקריירות מצליחות בחינוך. באחד מאותם מקרים המעצבים את ההיסטוריה, קרל סבל מבקע מפשעתי, שחייב אותו ללבוש חגורת שבר כל הזמן. חיי הישיבה של מלומד נראו כבחירה גרועה עבורו. קרל למד בגימנסיה וילהלם ארנסט בוויימאר, אך עזב מוקדם. הוא ניגש לבחינת סיום מיוחדת כדי לאפשר לו ללמוד מקצועות ספציפיים באוניברסיטה, בעיקר מדעי הטבע.

הוא גילה עניין בלימודים טכניים בשלב מוקדם מאוד, עד כדי כך שנכח בהרצאות בבית הספר הטכני הגדול בוויימאר ולבסוף החליט להמשיך ללימודי חניכות כמכונאי אומן.

צייס עבר לינה בחג הפסחא של 1834 כדי להתמחות תחת ה"הופמכניקוס" (Hofmechanikus, "טכנאי החצר"), הטכנאי של מכשירים מדויקים שמונה על ידי חצר המלוכה, ומרצה פרטי באוניברסיטת ינה, פרידריך קרנר (1778–1847). האומן החדש שלו היה ידוע מעבר לעיר האוניברסיטאית המקומית והסדנה שלו מתועדת היטב מכיוון שהוא ייצר ותיקן מכשירים עבור איש האשכולות המפורסם יוהאן וולפגנג פון גתה. צייס נשאר ארבע שנים כחניך. בשנתיים האחרונות, הוא נרשם כסטודנט והשתתף בקורס הרצאות אחד במתמטיקה או מדעים בסמסטר באוניברסיטה, כפי שהייתה זכותו על פי תעודת הגימנסיה שלו. הוא סיים את חניכותו ב-1838 ויצא לשנות ה"מסע" שלו עם איחולים חמים והמלצה מהאומן קרנר ותעודה על לימודיו באוניברסיטה.

זו הייתה תקופה שבה מנוע הקיטור וקטרים משכו מאוד מהנדסים צעירים ולכן מובן שקרל צייס הפנה את תשומת לבו המיוחדת להנדסת מכונות. במסעותיו מ-1838 עד 1845 הוא עבד בשטוטגרט, דרמשטאדט, וינה וברלין. ישנם מעט פרטים על לימודים אלה, אך נראה שהוא עבד עבור הקטור רסלר, יצרן מכשירים ו"הופמכניקוס" בדרמשטאדט. רסלר היה מעורב בייצור מכשירים אופטיים ומדעיים וכן בשימוש באנרגיית קיטור. בווינה, המרכז לייצור מכונות כבדות במרכז אירופה, הוא עבד עבור Rollé und Schwilqué. שהותו בווינה אפשרה גם את ההזדמנות להשתתף בהרצאות יום ראשון על מכניקה פופולרית במכון הפוליטכני של וינה. הוא גם ניגש לבחינה במכון אותה עבר בהצטיינות. לבסוף, בברלין, הוא עבד בסדנת מכונאות.

הקמת הסדנה למכונאות מדויקת ואופטיקה. שנים ראשונות בינה

לאחר התלבטות ארוכה החליט צייס לחזור לנושא המקורי שלו שלמד תחת קרנר, בניית מכשירים מדעיים ניסיוניים, ולצאת לדרך חדשה כיצרן עצמאי של מכונות מדויקות. צייס חזר לעיר ינה כדי לחדש את הקשר עם הבוטנאי מתיאס שליידן (1804–1881), שעורר את עניינו המקורי באופטיקה והדגיש את הצורך במיקרוסקופים באיכות גבוהה. בנוסף, אחיו אדוארד ניהל את בית הספר הציבורי המקומי בינה ועדכן אותו בהתפתחויות בעיר.

מימוש התוכנית דרש סבלנות ניכרת מול הבירוקרטיה של אותה תקופה. תחילה היה זקוק לאישור תושבות, שהדרך הקלה ביותר להשגתו הייתה כסטודנט רשום. צייס נרשם והחל להשתתף בהרצאות במתמטיקה וכימיה החל מנובמבר 1845. בנוסף הוא עבד עם מספר פרופסורים במכון הפיזיולוגי הפרטי כטכנאי, ובנה מכשירים שונים. הוא קיבל הרבה עבודה למרות העובדה שכבר היו שתי סדנאות מכשירים בינה. בנוסף לזו של קרנר הייתה גם הסדנה של בראונאו, שגם הוא התמחה אצל קרנר.

צייס הגיש לבסוף את בקשתו למשרדי הממשלה בוויימאר לקבלת זיכיון להקמת "אטלייה" (סדנה) למכונאות בינה ב-10 במאי 1846. הוא התייחס לביקוש הגובר למכשירים מדעיים ונימק את רצונו לעבוד בעיר בחשיבות הקשר ההדוק עם מדעני האוניברסיטה.

למרות המלצתם של פרופסורים מכובדים מאוניברסיטת ינה, הממשלה בוויימאר התקדמה לאט עם הבקשה. צייס נדרש לגשת לבחינה בכתב באוגוסט ולבסוף, בנובמבר, קיבל את "הזיכיון לבנייה ומכירה של מכשירים מכניים ואופטיים וכן הקמת אטלייה למכונאות מדויקת בינה". לאחר תשלום אגרה ושבועה טקסית בפני רשויות ינה, הכל היה מוכן.

צייס פתח את דלתות הסדנה שלו ב-17 בנובמבר 1846 עם השקעת הון ראשונית של 100 טאלרים, אותם לווה מאחיו אדוארד ואשר הוחזרו מאוחר יותר על ידי אביו אוגוסט. עד 1849, הסדנה הניבה רווח של 197 טאלרים על מכירות בסך 901 טאלרים. צייס עבד בתחילה לבדו בבנייה ותיקון של סוגים רבים של מכשירים פיזיקליים וכימיים. זכוכית מגדלת שיוצרה מזכוכית שיועדה למראות הייתה מבוקשת במיוחד. משקפיים, טלסקופים, מיקרוסקופים, מכשירי שרטוט, מדחומים, ברומטרים, מאזניים, אביזרי ניפוח זכוכית ומכשירים אחרים שנרכשו מספקים זרים נמכרו גם כן בחנות הקטנה.

ב-1847 הוא החל לייצר מיקרוסקופים פשוטים שכמעט מיד זכו להצלחה מסחרית טובה במיוחד. בהשוואה למתחריו ונסן שבלייה מפריז, סימון פלסל (אנ') מווינה או מורו קרנר, הם התגלו כלא רק זולים יותר, אלא גם טובים יותר. ניתן היה למקד את המיקרוסקופים של צייס על ידי הזזת העמוד של העדשות, במקום את משטח הדגימה. השיטה של צייס הייתה נוחה יותר בסטריאו מיקרוסקופ (אנ').

העסקים היו כה טובים עד שהוא שכר עוזר ועבר לסדנה גדולה יותר בתחילת 1847. ב-1 ביולי 1847 צייס עשה את הצעד המשמעותי של קבלת החניך הראשון שלו, אוגוסט לבר (1830–1912) בן ה-17. לבר הפך לאחד העובדים החשובים ביותר בסדנאות של צייס, הפך לשותף בחלוקת רווחים ונשאר עם צייס עד מותו. 27 מיקרוסקופים פשוטים נמסרו ללקוחות מעבר לגבולות הדוכסות הגדולה ב-1847. שלוש שנים קשות עברו לאחר מכן עם יבולים גרועים, משבר עסקי ומהפכה בדוכסות הגדולה, אך עד 1850, צייס והמיקרוסקופים שלו ביססו מוניטין טוב מספיק כדי לקבל הצעה אטרקטיבית מאוניברסיטת גרייפסוואלד (אנ') בפרוסיה. יצרן המכשירים של האוניברסיטה, נוברט, עזב, וצייס התבקש על ידי מספר חברי סגל אקדמי למלא את המשרה הפנויה עם מינוי כאוצר של מחלקת הפיזיקה במשכורת של 200 טאלר. דבר לא יצא מההצעה, וצייס נשאר בינה לטוב ולרע, כאשר מתמטיקאי משפיע טען שמשרה כזו לא צריכה להתמלא על ידי "זר".

אחותו פאולינה ניהלה את משק הבית בינה עד שקרל צייס נשא לאישה את בתו של כומר, ברטה שאטר (1827–1850), ב-29 במאי 1849. היא מתה בלידת בנו הראשון בפברואר בשנה שלאחר מכן. רודריך שרד ובסופו של דבר הצטרף לאביו בעסק המשפחתי. במאי 1853 נשא צייס לאישה את אוטילי טרינקלר, בתו של מנהל בית ספר. נולדו להם בן אחד, קרל אוטו (1854–1925), ושתי בנות, הדוויג (1856–1935) וסידוני (1861–1920).

קרל צייס כמעסיק

צייס ניהל את הסדנה שלו בצורה פטרנליסטית קפדנית. מיקרוסקופים שיוצרו על ידי החניכים ולא עמדו בסטנדרטים המחמירים של דיוק שהוא הציב, הושמדו על סדן הסדנה באופן אישי על ידי צייס. שעות העבודה של הסדנה היו מ-6 בבוקר עד 7 בערב. הפסקה של 15 דקות באמצע הבוקר והפסקה של שעה בצהריים היוו יום עבודה של 11 ו-¾ שעות. למרות הכללים הנוקשים הללו, סביבת העבודה בסדנה הייתה טובה מאוד. עובדים חדשים לסדנה רואיינו בהרחבה בביתו על כוס יין. העובדים הוזמנו לעיתים קרובות לגני בית צייס ליין וכיבוד, והסדנה שילמה עבור יום הגיבוש השנתי של העובדים לגבעות בעגלת החציר. החניך הוותיק ביותר שלו, לבר, הרוויח שלושה טאלרים לשבוע עד 1856 בעוד שאר העובדים הרוויחו שניים וחצי.

מאמציו של צייס לשפר את הידע שלו בעיבוד שבבי מדויק ואופטיקה הביאו לכך שהוא צבר ספרייה נכבדה של ספרים. אלה הפכו ל"ספריית המכונאי", זמינה להשכלה נוספת של כל עובד.

ככל שהחברה התרחבה, עד 1875 הוקמה מרפאת הבריאות של צייס, שהבטיחה לעובדים טיפול חינם על ידי רופא וגישה חופשית לתרופות. אם עובד לא היה מסוגל לעבוד, שולמו משכורות למשך שישה שבועות עם שישה שבועות נוספים בחצי שכר. מדיניות מתקדמת זו הקדימה אפילו את חוקי הרווחה המדינתיים של אוטו פון ביסמרק שנחקקו ב-1883. המורל של העובדים במפעלי צייס היה טוב באופן עקבי.

שיפורים במיקרוסקופ

ב-1846 היה ייצור מיקרוסקופים עבודת כפיים ואמנות יותר מאשר מיזם ייצור. כל עובד ייצר מכשיר מתחילתו ועד סופו ללא כל חלוקת עבודה. דוגמאות מוקדמות אף נחתמו בשם היצרן. רק מכלולים גוזלי זמן במיוחד, כמו המשטח, הוכנו בסדרות מראש. הצעדים הראשונים לחלוקת עבודה יעילה יותר נעשו ב-1857 כאשר צייס הפריד את האופטיקה תחת לבר מעבודת המתכת של המעמד.

מתיאס שליידן היה פטרון ויועץ מתעניין מאז הקמת החברה, ולעיתים קרובות בילה שעות בסדנאות. הוא ייעץ לצייס לרכז את מאמציו במיקרוסקופ, שהיה קריטי למדע האנטומיה של התא שהתקדם במהירות והיה מבוקש מאוד. לשליידן היה עניין אישי שכן זה היה תחום מחקריו. כתוצאה מהאינטראקציה, מוצרי המיקרוסקופים הראשונים של הסדנה, המיקרוסקופים הפשוטים, שופרו ללא הרף. הם נסקרו באופן חיובי מאוד על ידי הבוטנאי רב ההשפעה לאופולד דיפל (1827–1914), שנחשב מומחה המיומן בטכניקות של מיקרוסקופיה.

האופטיקה למיקרוסקופ הפשוט כללה טריפלט (שלישיית עדשות) בהגדלה של פי 200, תמורת 5 טאלר, ואחד בהגדלה של פי 300, תמורת 8 טאלר. אלה דחפו את גבולות המיקרוסקופ הפשוט. הגדלה גדולה יותר דרשה מיקרוסקופים מורכבים. צייס היה צריך להרחיב את ההיצע שלו כדי שלא יהפוך ללא רלוונטי על ידי מתחריו.

ייצור של מיקרוסקופים מורכבים דרש מחקר מקיף, שאותו הוא צפה זמן רב מראש. צייס הפך למעין תולעת ספרים בזמנו הפנוי המוגבל, וחקר כל מה שהיה זמין על התאוריה של המיקרוסקופ. הוא רצה, מעל לכל, להתקדם מעבר לשיטות ייצור המיקרוסקופים הרווחות שהתבססו על התאמה אמפירית של סדרות עדשות שירכיבו עדשה מורכבת בעלת הגדלה גבוהה שהוא נזקק להן עבור אופטיקה של מיקרוסקופ מורכב.

שיטות אמפיריות השתמשו במבחר של עדשות, החלפה ובדיקה של אלמנטים, שינוי מרווחי עדשות שוב ושוב עד שהתקבלה עדשה שמישה. ניתן היה לבחון עשרות רבות של עדשות כדי לייצר את השילוב של שלושה אלמנטים המשמשים בעדשת מיקרוסקופ. עדשה טובה למדי שהושגה בדרך זו שונתה ונוסתה שוב ושוב כדי למצוא את התוצאה הטובה ביותר. במידה מסוימת, ניתן היה לשכפל עיצובים אלה, אך כל פריט היה התאמה אמפירית של האלמנטים הקטנים שלא ניתן היה לשכפל במדויק בשיטות העבודה שבהן השתמשו.

צייס היה, מלכתחילה, יותר מכונאי מדויק מאשר אופטיקאי. משמעות הדבר היא שהוא היה פחות מוגבל על ידי שיטות העבודה והחשיבה המסורתיות של אופטיקאים בני זמנו ופתוח יותר לחדשנות. הוא החליט להמשיך בעיצוב של אופטיקה למיקרוסקופים באמצעות חישוב תאורטי, שדעת מומחים סברה שהוא בלתי אפשרי מסיבות שונות. למרות דעה זו, יוזף פראונהופר (1787–1826) כבר ייצר עדשות אובייקטיביות לטלסקופים על ידי חישוב ב-1819, ויוזף פצפאל (אנ') עשה את אותו הדבר עבור עדשת מצלמה בווינה עם יוהאן פרידריך פויגטלנדר ב-1840. צייס כבר ניסה לרכוש את התאוריה הנדרשת בלימודי הספרות שלו בערבים. כשזה נכשל, הוא פנה לפרופסור למתמטיקה בינה, פרידריך וילהלם ברפוס, שעבד עם מורו קרנר וכבר עבד בהצלחה על בעיית הטריפלטים של המיקרוסקופ הפשוט של צייס. שיתוף הפעולה נמשך עד מות הפרופסור, אך לא הציע התקדמות בבעיית המיקרוסקופ המורכב.

המיקרוסקופים המורכבים הראשונים של צייס הוצעו במחירון החמישי שלו, ב-1858. אלה מתוארים כ"גוף צינורי קטן, המורכב מעדשת שדה ושתי עיניות עם מתאם לחיבור הצינור למעמד ועדשות אובייקטיביות כפולות (doublet) של מעמדים 1 עד 5 כדי לאפשר שימוש בכפולות כאובייקטיביים להשגת שתי הגדלות חזקות יותר בדומה למיקרוסקופ המורכב. הכפולה בהגדלה של פי 120 של המיקרוסקופ הפשוט מניבה בדרך זו הגדלה של פי 300 ופי 600.

למרות חוות הדעת החיובית של שליידן, מיקרוסקופים מורכבים מאולתרים אלה לא היו פתרון לטווח ארוך. סידור דומה, כ"זכוכית מגדלת של ברוקה", המשיך להיות מוצע במשך שנים רבות עם מעמדי הדיסקציה, אך הכפולות המקוריות של המיקרוסקופ הפשוט היו תחליף נחות לאובייקטיב אכרומטי של מיקרוסקופ מורכב שתוכנן ייעודית. עד לפרסום המחירון השביעי, ב-1861, באוגוסט 1861, כבר הופיעו מיקרוסקופים מורכבים שפותחו ב-5 גרסאות שונות. הגדול שבהם, שעלה 55 טאלר, היה מעמד עם רגל פרסה כפי שנעשה פופולרי על ידי יצרן המיקרוסקופים הפריזאי הידוע גאורג אוברהאוזר. מתחת למשטח הדגימה הציג צייס לוחית צמצם כיפתית ומראה שהורכבה כדי לאפשר לא רק תנועה מצד לצד, אלא גם תנועה קדימה ליצירת הארה אלכסונית. כל חבילת מיקרוסקופ יוצרה לפי הזמנה עבור לקוחותיו כדי שיוכלו לבחור את הרכיבים האופטיים המועדפים עליהם; אובייקטיביים, עיניות ותאורה.

האובייקטיביים למיקרוסקופים המורכבים החדשים הללו עדיין היו בעיצוב אמפירי, אך אף על פי כן זכו לאישור מיידי מלאופולד דיפל. דיפל בחן את האיכות האופטית של האובייקטיביים השימושיים ביותר, A, C, D ו-F והרעיף שבחים על האובייקטיביים החדשים של צייס. אובייקטיב D הושווה באופן חיובי מאוד לאובייקטיביים בעלי עוצמה דומה של בלתלה והרטנאק (יורשו של אוברהאוזר). אובייקטיב F אף מתואר כשווה ערך לאובייקטיביים יקרים הרבה יותר של יצרנים מבוססים. הוא מוערך ככמעט טוב כמו אובייקטיבי טבילה במים של הרטנאק. זו הייתה בעיה. כשמוכרים לחוקרים בחזית תחומם, "כמעט טוב כמו" מקבלים אסון מסחרי. צייס ידע היטב שהאובייקטיבים החזקים ביותר שלו אינם יכולים להשתוות לאיכות אובייקטיבי הטבילה במים של הרטנאק. כל ניסיון לעצב באופן אמפירי אובייקטיב טבילה במים משביע רצון נכשל.

שיתוף פעולה עם ארנסט אבה

כדי לפתור את הבעיה, קרל צייס חזר לתוכניותיו המקוריות לעצב את האובייקטיבים שלו על בסיס תאורטי מחושב. הוא חידש את חיפושיו אחר שותף ובחר הפעם בארנסט אבה (1840–1905), מרצה פרטי, או פרופסור חבר, באוניברסיטת ינה. שיתוף הפעולה הרשמי בין צייס בן ה-50 לאבה בן ה-26 החל ביולי 1866 במטרה ליצור אובייקטיב טבול במים (אנ') עם כושר הפרדה שווה למיקרוסקופים של אמיל הרטנאק.

צעד ראשון בייצור הרציונלי של רכיבים אופטיים היה מודרניזציה של שיטות הסדנה. הדבר הושג תוך התנגדות מסוימת מצד לבר ושאר העובדים, שהעדיפו להישאר עם השיטות המסורתיות שלהם. התוכנית הייתה למדוד כל מאפיין אישי של כל רכיב עדשה לפני בניית האובייקטיב, כדי לאפשר שכפול מדויק של המערכת האופטית. אובייקטיב D, למשל, הכיל 5 עדשות. כל אחת הייתה מורכבת מזכוכית עם מקדם שבירה ספציפי, בעלת עיקולים מדויקים, אורך מוקד ספציפי ומרווחים מדויקים. לבר כבר חקר דרישה אחת באמצעות מדידי ייחוס מזכוכית להשוואת העקמומיות של משטחי עדשות באמצעות התופעה של טבעות ניוטון. יוזף פראונהופר הגיע לאותו פתרון זמן רב לפני כן, אך ההליך נשמר כסוד מסחרי של סדנתו. אבה בנה סדרה של מכשירי מדידה חדשים למדידת אורכי מוקד ומקדמי שבירה. התוצאה של כל המאמץ הזה הייתה ברורה עד 1869. כלפי חוץ, המיקרוסקופים כמעט לא השתנו, אך בשל הרציונליזציה של זרימת העבודה, יוצרו יותר מיקרוסקופים על ידי אותו צוות. המחירים הופחתו ב-25%.

אבה יכול היה כעת להמשיך למשימה האמיתית, כלומר חישוב תכנוני האובייקטיביים התאורטיים. קרל צייס סיפק לו כל תמיכה אפשרית מהסדנה ואת סיועו של העובד המוכשר ביותר בסדנה, אוגוסט לבר. למרות זאת, היו מכשולים רבים להתגבר עליהם. רק ב-1872 הושלמה העבודה. אבה חישב מחדש את האובייקטיביים הקיימים מ-A עד F לייצור שיטתי והוסיף ארבעה אובייקטיביים חדשים בעלי צמצם גדול יותר, AA עד DD, בסדרה זו. והכי חשוב, הוא הוסיף שלושה אובייקטיבי טבילה במים עם כושר הפרדה ואיכות תמונה השווים לכל מה שהיה זמין מהרטנאק, גונדלאך או מתחרים אחרים. בקטלוג מספר 19, "מיקרוסקופים ואביזרי מיקרוסקופ", הוכרז כי, "מערכות המיקרוסקופ המוצגות כאן בנויות כולן על בסיס החישובים התאורטיים האחרונים של פרופסור ארנסט אבה מינה". מוצרי המתחרים כבר לא עלו עליהן. הדבר התבטא גם במחירים. בעוד שהמיקרוסקופ הטוב ביותר עלה 127 טאלר ב-1871, ב-1872 שילמו 387 טאלר עבור דגם הפרימיום. למרות זאת, העסקים נותרו ערים ומערכת האובייקטיביים החדשה זכתה לשבחים רבים בכנס של מדעני טבע ורופאים בלייפציג.

קרל צייס גמל לאבה על מאמציו בהסדר נדיב של חלוקת רווחים בסדנאות והפך אותו לשותף ב-1875. כתנאי אחד להשתתפותו הפיננסית, אבה היה מחויב שלא להרחיב עוד את התחייבויותיו באוניברסיטה. החישובים האופטיים נחשבו במיוחד כרכוש החברה ואסור היה לפרסמם, בניגוד לתוכניותיו המקוריות של אבה.

התרחבות הסדנה למפעל גדול

ב-14 באוקטובר 1876 נחגגה השלמת המיקרוסקופ ה-3,000 והצוות גדל ל-60 עובדים. באותה שנה הצטרף רודריך, בנו של צייס, לחברה, נטל על עצמו תפקידים מסחריים ומנהליים והפך לשותף ב-1879. בנוסף, רודריך תרם תרומות חשובות בתכנון מכשירי מיקרו-צילום. קרל צייס נשאר פעיל בחברה על בסיס יומי. כהוקרה על תרומתו, הוענק לקרל תואר דוקטור לשם כבוד על ידי הפקולטה של אוניברסיטת ינה ב-1880, בהמלצת שותף ותיק, הזואולוג פרופ' ארנסט הקל.

ארנסט אבה עודד מהלך למודרניזציה והגדלה של החברה, בעוד קרל צייס נשאר שמרן במקצת בהתבסס על הכישלונות הרבים שחווה. אף על פי כן, בשנות ה-1880 המעבר לפעילות בקנה מידה גדול היה בעיצומו.

עד 1883 החברה נהנתה מהצלחה עסקית איתנה. החברה פרסמה את קטלוג מס' 26 שלה ככרך מאויר וכרוך בן 80 עמודים במהדורה של 5,000 עותקים. צייס, החסכן תמיד, דרש מהקמעונאים לחלוק בעלות של שלושה או ארבעה גרושן כסף לעותק. הקמעונאי של החברה בלונדון, בייקר, הזמין לעיתים קרובות 40 אובייקטיביים או יותר בכל פעם. החברה אף החלה לפתוח משרדים בתוך המדינה ומחוצה לה.

זכוכית אופטית

לאחר פתרון בעיית ייצור האובייקטיביים המבוססים על חישוב תאורטי, נותרה בעיה אחת, והיא ייצור זכוכית אופטית מתאימה. באותה תקופה הושגה זכוכית אופטית מאנגליה, צרפת או שווייץ והותירה הרבה מה לרצות מבחינת איכות, זמינות אמינה, מבחר תכונות אופטיות ואספקה מהירה. התכונות האופטיות לא היו עקביות מאצווה לאצווה, וחשוב מכך, הזכוכיות שניתן היה להשיג לא היו אידיאליות לתכונות שחושבו כדי לתת את התיקון הטוב ביותר באובייקטיב של המיקרוסקופ.

אבה וקרל צייס היו משוכנעים שניתן לשפר עוד יותר את האיכויות האופטיות של אובייקטיב המיקרוסקופ אם ניתן יהיה להשיג זכוכיות בעלות תכונות מסוימות. עם זאת, זכוכיות כאלה לא היו קיימות. צייס תמך שוב באבה בעבודתו התאורטית עם משאבי הסדנה כדי לייצר אובייקטיביים המשתמשים בנוזלים בטריפלטים (שלישיות) של עדשות כדי לבחון את התיאוריה שלו עד 1873, שנודעו בסדנה בשם "אובייקטיביים פוליאופיים". טריפלטים של עדשות נוזליות לא היו רעיון חדש. דייוויד ברוסטר מתאר אותם במאמרו על המיקרוסקופ משנת 1837 עבור אנציקלופדיה בריטניקה. הם מאפשרים גישה למספר תכונות אופטיות שאינן נגישות בזכוכיות. עם זאת, הן אינן כדאיות מסחרית. ניסויים יקרים וחסרי תועלת מסחרית אלה הוכיחו שתחזיתו של אבה הייתה נכונה. תיקונים אופטיים עדיפים היו אפשריים. סדרת האובייקטיביים של אבה וצייס מ-1872, כולל אובייקטיבי הטבילה במים, היו טובים כמו כל דבר שיוצר באותה תקופה. בפעם הראשונה, אובייקטיביים אלה היו טובים יותר מכל מה שיוצר במקום כלשהו. תוצאה זו סיפקה את הטיעון לפיתוח זכוכיות חדשות.

אבה דן בבעיית הרחבת מגוון התכונות של זכוכיות אופטיות עם היצרנים הגדולים ללא הצלחה, אך הוא המשיך לחפש דרך להתקדם. צייס ואבה הגיבו בהתלהבות רבה לפניותיו של הכימאי וטכנאי הזכוכית אוטו שוט (אנ') כאשר שוט יצר קשר עם אבה בבקשת עזרה באפיון הרכבים כימיים חדשים בזכוכיות. שוט היה מיומן באופן ייחודי בייצור אצוות קטנות של הרכבי זכוכית ניסיוניים באיכות גבוהה. הוא שוכנע לעבור לינה ולהרחיב את ניסוייו. לאחר שהדגים עשרות ניסויים מוצלחים, צייס השתמש באמינותו ובקשריו כדי להשיג תמיכה כספית מממשלת פרוסיה למאמצים. בתוך שנתיים מהקמת מפעל הזכוכית בינה, צייס, אבה ושוט יכלו להציע עשרות סוגי זכוכית אופטית מאופיינים היטב עם הרכב הניתן לשחזור ובקנה מידה גדול. החברה עדיין פועלת כיום בשם Schott AG.

באותם פרסומים שהכריזו על קו מוצרי הזכוכית של שוט, קרל צייס הכריז על סט חדש של אובייקטיביים, המבוססים על עבודתו של אבה, ומתוקנים לרמה גבוהה יותר מכל עדשה קיימת. האובייקטיביים האפוכרומטיים ייצגו את הצלחת שיתופי הפעולה שנמשכו כמעט שני עשורים.

שנותיו האחרונות ומותו

בדצמבר 1885 לקה קרל צייס בשבץ קל, ממנו התאושש לחלוטין. הדוכס הגדול צירף אותו למסדר הבז הלבן ליום הולדתו ה-70 ב-1886, באותה שנה שבה הופיעו האובייקטיביים האפוכרומטיים בשוק. אלה ייצגו את המימוש הסופי של התוכנית הגדולה לתכנון תאורטי של אובייקטיביים, בהשראתו ובזכותו של צייס, ושמומשה על ידי אבה; הם סיפקו איכות תמונה שלא נודעה כמותה. חברי קונגרס הרופאים הרוסים התרשמו כל כך מהאובייקטיבים החדשים שהם הפכו את צייס לחבר כבוד.

קרל צייס הצליח להשתתף בחגיגה לרגל השלמת המיקרוסקופ ה-10,000 ב-24 בספטמבר 1886, שאליה הוזמנו כל העובדים ובנות זוגם. זו הייתה מסיבה מפוארת שזכורה בינה במשך עשרות שנים. צייס סבל מהידרדרות מהירה, ולאחר מספר אירועי שבץ ברבע האחרון של 1888, מת ב-3 בדצמבר 1888. קרל צייס קבור בינה.

בניתוח סופי של תרומתו של קרל צייס יש להסיק כי, אף על פי שהכניס מספר שיפורים במכניקה של המיקרוסקופ, הוא לא הציג באופן אישי חדשנות פורצת דרך. תרומתו הקריטית הייתה התעקשותו על הדיוק הרב ביותר בעבודתו ובמוצרי עובדיו ועל כך ששמר מההתחלה על קשרים הדוקים עם המדענים שנתנו לו תובנות חשובות לתכנון המיקרוסקופים שלו.

התרומה הגדולה ביותר של צייס הייתה ברדיפתו הבלתי נלאית אחר רעיונו לייצר אובייקטיביים למיקרוסקופ המבוססים על תאוריה, גם כאשר מאמציו ומאמצי ברפוס נכשלו. אף על פי שהמשימה הסופית בוצעה על ידי אבה ולא על ידיו, עדיין יש לזקוף לזכותו של צייס את עוררות העניין של אבה באופטיקה כמו גם את התמיכה האישית, החומרית והפיננסית שאיפשרה את מימוש המשימה. הייצור של אובייקטיב המבוסס על תכנון תאורטי היה אפשרי רק עם בעלי מלאכה מיומנים שהוכשרו לעבוד בדיוק הרב ביותר האפשרי, שעליו שם צייס תמיד את הדגש הגדול ביותר.

הישג אחרון היה הובלת הארגון מחדש הפנימי וההפיכה של סדנה למפעל גדול. רק התמרה זו אפשרה לייצר מיקרוסקופים במספרים גדולים ובדיוק מרבי. הכוח המניע מאחורי ההתרחבות היה ארנסט אבה, אך לקרל צייס הייתה המילה האחרונה והוא תמך במאמצים במלואם. סדנאות מתחרות שלא אימצו את חישוב המערכות האופטיות ואת המעבר למפעלים גדולים, נידונו לכישלון.

ארנסט אבה כיבד את תרומתו של קרל צייס במספר נאומים מרכזיים ויצר לו אנדרטה עם הקמת "קרן קרל צייס", Carl-Zeiss-Stiftung, שעדיין קיימת כיום.

הנצחה

מועדון הכדורגל קרל צייס ינה קרוי על שמו.^[1]

לקריאה נוספת

Auerbach, F; Paul, Siegfried F.; Cheshire, Frederick J, The Zeiss works and the Carl-Zeiss stiftung in Jena; their scientific, technical and sociological development and importance, London, Marshall, Brookes & Chalkley, ltd, 1904. https://archive.org/details/cu31924012426841
Feffer, S.; Ernst Abbe, Carl Zeiss, and the Transformation of microscopical optics, In; Archimedes, J. Z. Buchwald Ed. 1996, Kluwer Academic Publishers.
Auerbach, F.: Ernst Abbe. Sein Leben, sein Wirken, seine Persönlichkeit nach den Quellen und aus eigener Erfahrung geschildert (Ernst Abbe. His Life, His Legacy and His Personality from the Sources and Personal Experience). Akad. Verlagsges. Leipzig 1918.
Dippel, L.: Das Mikroskop und seine Anwendung. Erster Teil: Bau, Eigenschaften, Prüfung, gegenwärtiger Zustand, Gebrauch (The Microscope and its Application. Part One: Construction, Properties, Testing and the State of the Art) (Allgemeines) u.s.w. Vieweg, Braunschweig 1867.
Esche, P. G.: Carl Zeiss: Leben und Werk (Carl Zeiss: Life and Work), Stadtmuseum Jena, Jena 1966.
Gloede, W.: Vom Lesestein zum Elektronenmikroskop (From Rock Crystal Lens to Electron Microscope.). VEB Verlag Technik, Berlin 1986.
Rohr, M. V.: Zur Geschichte der Zeissischen Werkstätte bis zum Tode Ernst Abbes. Mit Beiträgen von Max Fischer und August Köhler (On the History of the Zeiss Workshops up to the Death of Ernst Abbe. With Contributions from Max Fischer and August Köhler). Volckmar, Leipzig 1936.
Schomerus, F.: Geschichte des Jenaer Zeisswerkes. 1846–1946 (History of the Jena Zeiss Works. 1846–1946). Piscator, Stuttgart 1952.
Volkmann, H.: Carl Zeiss und Ernst Abbe. Ihr Leben und ihr Werk. (Carl Zeiss and Ernst Abbe; Their lives and Works.) Deutsches Museum, Abhandlungen und Berichte. 34. Jg., H. 2. Oldenbourg, München 1966.
William, A.A.: Carl Zeiss 1816–1888. der Tradition. 6. Beihefte. Bruckmann, München 1967.
Zeiss, F., H. Friess: Carl Zeiss und seine Sippe. Eine Sammlung geneologischer Tatsachen, herausgegeben aus Anlaß des 150. Geburtstages des Werksgründers. (Carl Zeiss and His Family. A Collection of Genealogical Findings, Published on the Occasion of the 150th Birthday of the Founder of the Enterprise.) Starke, Limburg 1966.
Zeiss, E., F. Zeis: Hof- und Universitätsmechanikus Dr. h. c. Carl Zeiss, der Gründer der Optischen Werkstätte zu Jena. Eine biographische Studie aus der Sicht seiner Zeit und seiner Verwandtschaft (Court and University Machinist Dr. h.c. Carl Zeiss, The Founder of the Optical Workshops at Jena. A Biographical Study from the Perspective of his Time and Family.). Sippenverband Zeiss, 1966, o. O.
Rolf Walter und Wolfgang Mühlfriedel (Editors): Carl Zeiss. Geschichte eines Unternehmens, Band 1.(Carl Zeiss. History of an Enterprise. Vol. 1): Edith Hellmuth, Wolfgang Mühlfriedel: Zeiss 1846–1905. Vom Atelier für Mechanik zum führenden Unternehmen des optischen Gerätebaus. (Zeiss 1846–1905. From Workshop for fine Machinery to Leading Enterprise for Optical Apparatus Production.) Böhlau, Köln / Weimar / Wien 1996, מסת"ב 3-412-05696-0