从小城精工车间到世界光学巨臂

　　洞察新世界：宏观上，由飞秒激光相干形成的频率梳技术可应用于太空船更精确的导航，如对30多年前发现的航行者1号进行导航；微观上，新技术还可以产生新的光谱学分析方法，精确记录分子运动的痕迹。图中显示了位于两个频率光梳间的氨基酸。图片来自：卡尔蔡司研究奖网站

　　2007年6月，美国科罗拉多大学物理学教授、美国国家标准和技术局与科罗拉多大学联合建立的实验天体物理实验室（JILA）研究员叶军因在飞秒激光和频率光梳的实验研究方面的卓越成就，作为唯一受奖人被德国科学促进者协会爱思斯特阿贝（Ernst Abbe）基金会授予2007年度卡尔蔡司（Carl Zeiss）研究奖。挖掘该奖的历史渊源，对苦求创新的国人或许大有补益。

　　卡尔蔡司研究奖是由德国卡尔蔡司基金会于1988年设立的，基金会同时设立奥托肖特奖，这两项奖每两年轮流颁发一次，2.5万欧元的奖金额由德国科学促进者协会爱思斯特阿贝基金会提供资助。

　　阿贝是德国著名物理学家，肖特是光学玻璃之父、德国著名的光学材料专家，卡尔蔡司则是卡尔蔡司公司最初的创始人，160多年前，三人的精诚合作让一个位于德国小镇耶拿的精工车间，成长为世界上最大和最为领先的光学公司。

　　耶拿是位于德国中部萨勒河流域的一座小城，虽然是一个工业城镇，人口也只有10.2万余人。这里就是卡尔蔡司基金会的故乡。

　　卡尔蔡司1816年9月出生于图林根州的魏玛市，父亲是一个车削车间的管理员。蔡司在魏玛高级中学完成六级课程后，自愿给Frederick Koerner博士做学徒，Koerner当时正在研究用于望远镜目镜的玻璃。

　　在这里，蔡司开始了镜片制造的理论研究。他访问了斯图加特、达木斯塔特、韦恩和柏林等城市的玻璃和镜片制造商，记录了玻璃熔炼、材料、炼制温度和任何与玻璃制造、显微镜和其他光学仪器有关的内容。

　　1846年，30岁的蔡司在耶拿创建了自己的工作坊，聘请了20位雇员，为耶拿大学制造高质量的放大镜片，早期产品是放大镜片和简单的显微镜，1858年开始生产复合型显微镜。蔡司赢得了高质量的声誉，并于1861年在图林根州的展览会上获得金牌。

　　但蔡司所有的技术都是凭经验，即试错法来完成的，这种方法要消耗大量的时间和材料，蔡司相信会有一种科学方法，能够更精确、可预见、更经济地生产镜片，他就此进行了5年努力，最终无功而返。这时，他再一次访问耶拿大学，遇见了在这里当讲师的爱思斯特阿贝。

　　阿贝1840年1月出生于图林根州的爱森纳赫城，21岁时毕业于德国哥廷根大学，1863年到耶拿大学工作，1870年成为物理和数学教授，1878年成为天文和气象台主管。

　　1866年，阿贝以研究导师身份加入蔡司工作坊，开始和蔡司一起研究生产光学产品的科学基础结构。经过6年研究，终于在1872年制造出世界上第一台复合式显微镜。

　　1873年，阿贝发表一篇论文，第一次详细叙述光学设计中的像差、衍射、慧型像差等内容，以及如何设计完美的复合式显微镜的数学方法。阿贝对光学过程的描述是如此详细，以至这篇论文成为现代光学的基础。作为对其发明的奖励，蔡司在1876年邀请阿贝作为合作者。

　　与此同时，弗雷德里克奥托肖特正在研究将锂加入一种新型光学玻璃，并致函阿贝说明其进展。阿贝立即对这种新型玻璃产生兴趣，高度赞扬了肖特的研究，两人很快会面。

　　1881年，阿贝和蔡司详尽地阐述了带有新光学特性的新型玻璃生产的科学原理，也是在这一年，蔡司、阿贝、肖特和蔡司的儿子罗蒂希蔡司共同创立了耶拿玻璃作用合作公司。1884年，公司成立一家工厂，肖特制出100多种不一样的光学玻璃、多种装饰、功能性玻璃。耶拿从此变成全球上有名的玻璃产地。

　　1888年，蔡司去世，他在遗嘱中将其在公司的股权转让给儿子，小蔡司又将股权出售给阿贝。阿贝于1889年成立卡尔蔡司基金会，并于1891年将其确定为蔡司公司的唯一所有者。

　　阿贝一生兴趣广泛，并致力于改善社会事业。他花两年时间研究社会学和法律，后制定了一系列条例，将公司财产的结余部分赠予公司员工，规定公司雇员享受如下福利：带薪假期、公费医疗、每日工作8小时、工人本人及家庭享受伤残抚恤金和老年退休金，取消了种族、宗教信仰、政见及生活方式等歧视。

　　阿贝在许多领域都有很深的造诣，但还是将一生中最多的时间花在光学上，对光学系统和实用产品做了大量研究，为现代摄影和显微镜设计作出了很大贡献。

　　在公司成长为工业巨人后，阿贝于1905年去世。1919年，肖特将其名下的玻璃工厂的全部股份也捐献给卡尔蔡司基金会。

　　1912年，卡尔蔡司基金会成立眼镜部和科学仪器部，以完善其生产线，而眼镜部则是整个公司的主要收入来源。1926年，基金会通过收购4家小型照相机厂，组成了蔡斯伊康AG公司，并于1932年推出“康泰时”（ Contax）相机，这是当时最顶级的相机。从此，“德国制造”成为相机品质的象征。

　　1945年2月14日晚，卡尔蔡司基金会所属的德累斯顿照相机工厂被盟军炸毁，然而，也正是这次轰炸开创了基金会历史上的一个新时代。

　　二战行将结束时，美国巴顿将军的第三军团占领了耶拿及其工厂，并打算让工厂重新开工。随后，由于雅尔塔条约规定美军必须后退西移，耶拿和德累斯顿全部由苏军占领，几乎整个卡尔蔡司基金会的财产都在苏军控制区内。

　　美军意识到卡尔蔡司的技术重要性，撤退时将126名重要的科学家、管理人员和技师转移到美军占领区，将卡尔蔡司基金会的整个董事会都安排在西德斯图加特市的散页片相机制造厂。从此，卡尔蔡司基金会完全成为一家西德公司。

　　而与此同时，在东德，苏军拆除剩下94%的卡尔蔡司加工厂和制造厂，作为战争赔偿。据说将拆除设备运送回苏联本土的火车连绵数英里，来回运了几个月。这些设备重新装配起来，成为基辅照相机制造厂，在以后的岁月里主要生产“康泰时”和其他蔡斯伊康的低质量仿制品。

　　在德国被强制分离的日子里，蔡司公司也被一分为二。随着1990年德国的统一，两家竞争对手合并成一个企业。合并后的卡尔蔡司，实力比历史上任何一个时间里都强盛。

　　即使在蔡司和他的两位伙伴在世的时代，精密光学和精工机械也慢慢的变成了核心技术。随着阿贝和肖特杰出科学成果的应用，蔡司公司慢慢的变成为全球光学设备仪器领域的领导者，这段科学成就高技术产业的往事历时整整一个世纪。这里是其中几个有迹可寻的创新“脚印”：

　　1872年，阿贝的研究成果使显微镜光学器件的生产首次可基于可靠的数学计算；

　　1878年，第一台具备同质液浸的显微镜的物镜问世，为通过显微镜研究传染病奠定坚实基础；

　　1890年，保罗鲁道夫发明无像散、无扭曲的成像镜头，开创蔡司镜头发展的新纪元；

　　1936年，基于泽尔尼克（1953年诺贝尔物理学奖获得者）的一项成果，设计出第一个相衬显微镜模型；

　　由于所有杰出成就均源自科学技术创新，卡尔蔡司基金会于1988年设立卡尔蔡司研究奖，以表彰在国际光学领域作出杰出成就的科学家，同时设立奥托肖特奖，表彰在国际玻璃研究领域作出特殊成就的科学家。拥有100万欧元的爱思斯特阿贝基金会每次为这两项奖提供2.5万欧元的奖金。

　　2003，首届卡尔蔡司基金会“创新会议”在德国哥廷根举行，它计划将以论坛的形式长期存在，为公司的科学家和工程师创造交流的机会。

　　随着时间的推移，尖端科学领域又重新遇到了基础研究的激烈挑战。今天，卡尔蔡司公司作为光学仪器领域的先锋，其创新故事仍在不断延续。