Напевно, на світі немає людини, яка б у дитинстві не була вражена цим дивом, яке одного разу потрапило їй до рук і продавалося чи не в кожному магазині дитячих іграшок. Як важко батькам було змусити дитину відкласти вбік цю просту та одночасно дивовижну іграшку, що викликала в неї замилування та подив: здавалося б, звичайна картонна трубка з вічком на одному з торців містила нескінченну безліч найфантастичніших візерунків!

І яким нерідко було розчарування дитини, яка в пошуках ключа до розгадки надзвичайного дива розбирала калейдоскоп і, на свій подив, всередині трубки виявляла скельця, бусинки та встановлені під певним кутом одне до одного плоскі дзеркала.

Комбінація хаосу й строгого порядку. Невже з цих безформних дрібних кольорових уламків, що безладно переміщаються, дзеркалa здатні створювати нескінченну безліч ідеально симетричних, неповторних, фантастичних картинок?! Разюче, але це так…

Калейдоскоп (від грецьк. καλός– красивий, εἶδος – вид, σκοπέω – дивлюся, спостерігаю) – оптичний приладіграшка, виконаний переважно у вигляді трубки, що всередині містить найчастіше три поздовжні, складені під певним кутом одне до одного дзеркальних скла; під час повертання трубки навколо поздовжньої осі кольорові елементи, що перебувають між дзеркалами, відбиваються й створюють мінливі симетричні візерунки. При цьому вражає надзвичайна гармонія, повторювані фрагменти, візерунки й буяння кольорів. Різне взаємне розташування дзеркал дозволяє одержати різну кількість дубльованих зображень: наприклад, за кута між сусідніми дзеркалами у 45° утворюються 8 зображень, 60° – 6, а 90° – 4.

Візерунки в калейдоскопі майже ніколи не повторюються, тому кожен його поворот приводить до появи нового візерунка. У книзі «Цікава фізика» видатного популяризатора науки Якова Ісидоровича

Перельмана (1882–1942) наведений такий приклад: якщо ви тримаєте в руках калейдоскоп з 20 скельцями й 10 раз на хвилину його повертаєте, то знадобиться 500 мільярдів років, щоб переглянути всі можливі візерунки!

…Деякі дослідники вважають, що калейдоскоп був відомий ще в античній Греції, але згодом був підзабутий. Інші впевнені, що калейдоскоп уперше був сконструйований М.В. Ломоносовим. Проте переконливі докази обох припущень відсутні. А офіційним винахідником цього дивовижного приладу вважається шотландський фізик Девід Брюстер (1781–1868), який вигадав його 1816 року в результаті проведення експериментів з поляризацією світла (таким чином, у 2016 році улюбленій багатьма поколіннями дитячій іграшці виповнюється 200 років!).

Девід Брюстер був неординарною людиною. Він вивчав теологію в університеті столиці Шотландії – Единбурзі, прийняв сан священика і став одним із засновників Вільної шотландської церкви. Працював фармацевтом, потім адвокатом; а з 1801 року став займатися фізикою, якої (переважно оптики) не полишав уже до кінця своїх днів.

Згодом він став професором фізики, а через якийсь час і ректором Единбурзького університету, у якому свого часу отримував освіту. Ну а багатьом поколінням фізиків-оптиків Брюстер відомий, насамперед, як автор закону, що описує переломлення світла залежно від кута його падіння і носить його ім’я.

Також Девід Брюстер є автором низки наукових біографій видатних учених. Так, 1831 року з-під його пера вийшов «Життєпис сера Ісаака Ньютона», а наступного року – «Мученики науки: Галілей, Тихо Браге, Кеплер».

…Нехитрий прилад буквально «розфарбував» нерідко одноманітне життя представників усіх класів і станів, які незалежно від віку й положення в суспільстві із замилуванням проводили час за розгляданням нескінченних чудернацьких візерунків. Так, наприклад, усього за декілька днів 1817 року у Великобританії було продано більше, ніж 30 тисяч цих оптичних приладів!

Одночасно калейдоскоп розпочав свою тріумфальну ходу по всьому світу. За пару років він дістався і Росії, де його зустріли з неймовірним захопленням. Російський байкар Олександр Юхимович Ізмайлов (1779–1831) писав про нього в липневому номері журналу «Благонамеренный» за 1818 рік:

Смотрю – и что ж в моих глазах?
В фигурах разных и звездах
Сапфиры, яхонты, топазы,
И изумруды, и алмазы,
И аметисты, и жемчуг,
И перламутр – всё вижу вдруг!
Лишь сделаю рукой движенье –
И новое в глазах явленье!

Поява калейдоскопа в Росії збіглася з періодом романтизму в російській культурі (перша половина XІX століття), який характеризувався, у тому числі, цікавістю до транспарантів – прозорих картин. Надзвичайно популярними на той час стали й вітражі, якими прикрашали православні храми. У той час живописці захопилися зображенням природних світлових явищ: заходів й світанків, вивержень вулканів і блискотіння блискавок, у яких яскраві фарби нерідко замінялися кольоровими скельцями. Тому калейдоскопи з їхніми нескінченно мінливими візерунками тоді виявилися надзвичайно актуальними.

Як і будь-яка популярна річ, калейдоскоп став об’єктом пильної уваги багатьох винахідників, які стали експериментувати з кількістю, формою й взаємним розташуванням дзеркал, а також кількістю, формою й кольором елементів засипки. Наприклад, у різновиді калейдоскопу – афанеїдоскопі – разом із прозорими скельцями використовуються й непрозорі елементи, наприклад, квіти, комахи, кольорові камені й навіть камеї.

На виставці «Експо» 2005 року в Японії було побудовано цілий павільйон розміром з п’ятидесятиметрову вежу, потрапивши всередину якого можна було відчути себе всередині калейдоскопа.

Натепер найпоширеніші такі види калейдоскопів:

– класичний калейдоскоп з різнобарвною засипкою, яка переміщується під час обертання корпуса калейдоскопа навколо його поздовжньої осі;

– гелеві (масляні) калейдоскопи з високов’язким рідким заповненням, у якому присутня різнобарвна засипка; при цьому спостерігач бачить не тільки кінцевий візерунок, але й процес його формування під час перетікання заповнювача із засипкою, які відбиваються в системі дзеркал; калейдоскоп з обертовими кільцями, у якому традиційна оптична схема із трьох дзеркал відбиває візерунки, що створюються обертанням одного або двох кілець на торці трубки;

– талейдоскопи (теледоскопи) із традиційною оптичною схемою, які не мають всередині кольорової засипки; візерунки в них створюються завдяки відбиванню елементів навколишнього світу: фрагмент зображення, на який спрямовано трубу талейдоскопа, збільшується завдяки лінзі й багаторазово відбивається від дзеркальної внутрішньої призми.

...Якщо у вас раптом з’явилося непереборне бажання піти від сірої буденності, зануритися у світ прекрасного й трохи помріяти, спробуйте десь у коморі або на горищі відшукати іграшку свого дитинства – калейдоскоп – і ви неодмінно будете винагороджені!

І.О. Мікульонок, доктор технічних наук, старший науковий співробітник, професор, заслужений винахідник України, НТУУ «КПІ»