El nacimiento de la óptica estadounidense: Charles Spencer y Spencer Lens Company

La historia del científico estadounidense Charles Spencer y su búsqueda para revolucionar el campo de la óptica.

charles a. spencer

"Señor. Spencer fue, en la acepción más verdadera de la palabra, un genio. La vida no era para él un concurso por la posesión de lo que el mundo comúnmente llama ganancia; ningún hombre fue jamás más indiferente a esto que él”.

– Hamilton L. Smith 1882, profesor, biólogo y fotógrafo estadounidense

En general, es bastante reductivo atribuir la formación de cualquier campo en particular a las acciones de un solo individuo. Por lo general, tales puntos de vista de la historia simplifican demasiado el curso de los acontecimientos y tienden a pasar por alto las muchas pequeñas contribuciones que permitieron que ocurriera un cambio significativo. Al mismo tiempo, es importante no subestimar las grandes olas que ciertos individuos en la historia pueden hacer a su alrededor y, de hecho, sería solo un relato fragmentario del desarrollo de la industria óptica estadounidense sin mencionar las inmensas contribuciones de Charles A. Spencer. Spencer era una figura meticulosamente orientada a los detalles, alguien absolutamente comprometido con perfeccionar su trabajo, pero que se esforzaba por ir más allá de todos modos, saltando al pozo de la curiosidad que es el mundo del descubrimiento científico.

Spencer nació en 1813 en el pequeño pueblo de Quality Hill, Lenox, Nueva York, de padres Ichabod Spencer y Mary Smith, su padre sirvió como oficial del ejército de los Estados Unidos durante la Guerra de 1812. Comenzó sus estudios en Cazenovia. Academy, posteriormente se graduó en Hobart College antes de cambiarse a Ginebra y luego, finalmente, a Hamilton College en Clinton, Nueva York. Al principio, se dice que Spencer expresó su aptitud para el descubrimiento científico de manera apócrifa, aunque ciertamente en carácter, al construir su primera lente con apenas doce años. En una memoria escrita para la Sociedad Estadounidense de Microscopistas, de la cual Spencer fue nombrado miembro honorario2, colega microscopista y científico estadounidense pionero, Hamilton L. Smith describió a Spencer como excepcionalmente trabajador, incluso desde una edad temprana.

“Existe un retrato de él, tomado cuando no tenía más que dieciséis años, y que debe haber sido una semejanza muy fiel, porque muestra claramente el carácter del hombre futuro. Está mirando hacia adelante con ojos intrépidos, y ya está leyendo el pergamino de la fama con el nombre de Charles A. Spencer”.

–Hamilton L. Smith

Sin embargo, la insatisfacción con su educación surgió en el joven Spencer, debido en parte a una aparente falta de enfoque de la universidad en los temas científicos que despertaron su interés y al propio sentimiento de culpa de Spencer como un autodenominado "estudiante caritativo" con su tío sirviendo como uno de los fideicomisarios de Hamilton. Al dejar la universidad, Spencer se esforzó por su cuenta para continuar sus estudios en ciencias y eventualmente desarrollar su propia compañía de instrumentos científicos. Cabe señalar que la industria óptica estadounidense, tal como la descubriría Spencer a principios del siglo XIX, estaba dominada por instrumentos y piezas importados. Spencer entraría en un espacio en el que necesitaría desarrollar una ventaja frente a los fabricantes ópticos establecidos de Europa para vender en el mercado estadounidense. Aunque los detalles precisos en las fuentes sobre la vida de Spencer pueden ser escasos, alrededor de 1838, Spencer ingresó a la industria óptica en sociedad con su primo, Hamilton Spencer, como productor de telescopios y microscopios finos, operando desde un taller en Canastota, Nueva York. Es también en esta época que Spencer se casaría con Mary Morris Stilwell con la que tendrían varios hijos. Aunque la asociación con Hamilton Spencer se disolvería en los años inmediatamente posteriores a la falta de éxito financiero, Charles Spencer continuaría trabajando en el campo óptico, particularmente en el desarrollo de lentes acromáticas.

Estos tipos de lentes, hasta ahora promovidos por Charles Chevalier y Georges Oberhauser en Europa, corrigieron dos distorsiones principales que se encuentran en lentes individuales, la aberración cromática y esférica. El primero se origina en una lente que refracta diferentes longitudes de onda a diferentes distancias focales, lo que produce un efecto de color sesgado, el segundo en la luz que se refracta en un ángulo diferente según la posición en la que incide en la lente, lo que reduce la calidad general de la imagen. Spencer finalmente tendría éxito en la fabricación de lentes que corrigieran estas distorsiones, siendo tal su destreza que algunos incluso teorizaron que su éxito podría provenir del descubrimiento de algún nuevo tipo de vidrio. En cambio, sin embargo, el éxito de Spencer radica en la fabricación simple pero cuidadosa de sus productos ópticos, una práctica que comenzó a ganar elogios de Spencer en el campo óptico.

En sus memorias sobre la vida de Spencer, Hamilton Smith escribió, “en 1847, cuando Spencer se hizo cargo del Dr. Gilman, de Nueva York… no había más de cuatro o cinco microscopios acromáticos en la ciudad de Nueva York. El Dr. Gilman, después de haberle mostrado al Sr. Spencer uno de estos, un Chevalier, el Sr. Spencer comentó que pensaba que podía hacer uno mejor, y el médico decidió dejarlo probar”. A partir de sus esfuerzos, la creación de Spencer asombró al Dr. Gilman por su claridad al observar incluso los materiales de prueba más difíciles. Específicamente, Spencer señaló más tarde en una carta que su alcance, aunque no era el mejor que él mismo sabía que podía hacer, era muy adecuado para observar las estrías longitudinales de la diatomea Navicula hippocampus , una forma de microalga y punto de referencia notable del poder de observación microscópica en el tiempo. Para el año siguiente, la óptica del microscopio de Spencer alcanzaría un gran renombre, siendo mencionada en una carta a los editores del American Journal of Science por el famoso microscopista Jacob W. Bailey como muy superior a cualquiera de diseño francés y del mismo calibre que la mejor óptica inglesa.

No satisfecho con solo haber alcanzado el punto de referencia de resolución, Spencer adquirió una nueva muestra de diatomeas recolectada del agua del río Croton en Nueva York, una que resultó más difícil de resolver bajo observación microscópica que Navicula hippocampus . Trabajando incansablemente para enfrentar el nuevo desafío que se propuso, Spencer finalmente produjo un nuevo objetivo capaz de resolver la diatomea de Croton. Spencer envió sus materiales a Bailey, entonces profesor de química en West Point, para que los estudiara, a lo que este último le dio el nombre del nuevo descubrimiento, Navicula Spencerii . Bailey continuaría defendiendo la óptica de Spencer en una publicación posterior de los críticos del emergente fabricante estadounidense de microscopios, señalando específicamente cómo buscó corregir las nociones de que “[acusarme] de [primero] subestimar los microscopios ingleses; [segundo] con sobrevalorar tanto los méritos de nuestro propio artista Spencer, como las dificultades de N. Spencerii como objeto de prueba”. Con ese fin, Bailey abrazó los nuevos microscopios de Spencer sobre su competencia europea, y mencionó además un intercambio de correspondencia con investigadores de Londres sobre N. Spencerii , que, con los mejores microscopios ingleses disponibles, "no pudo sacar nada" de la muestra que se les dio, a diferencia de Bailey con su visor Spencer. Aunque los microscopistas europeos no tardaron mucho en resolver el nuevo punto de referencia de Spencer con refinamientos en sus microscopios y metodología de prueba, la conmoción generada por la hazaña consolidó firmemente el nombre de Spencer en Europa como uno a tener en cuenta.

"Comparando las actuaciones de este objetivo con las actuaciones registradas de otros objetos de vidrio que de vez en cuando han aparecido en el Journal, no puedo resistir la convicción de que es el mejor objetivo jamás producido, y el mejor con diferencia".

– Alexander S. Johnson escribiendo para el American Journal of Science and Arts

De hecho, en los años posteriores al descubrimiento de N. Spencerii , Spencer no solo se encontraría con otra nueva diatomea a la que solo su alcance podría resolver, sino que superaría a su competencia europea en términos de poder de resolución de manera relativamente consistente. El nuevo desafío de Spencer y una de sus búsquedas más persistentes durante las décadas de 1850 y 1860 fue su búsqueda para producir objetivos con ángulos de apertura cada vez mayores, es decir, ángulo desde el punto focal hasta los extremos del diámetro de la lente. A estas alturas del siglo XIX, el consenso general en el campo de la microscopía era que los objetivos con ángulos de apertura superiores a 135° simplemente no daban el poder de resolución para ver los detalles finos deseados por los científicos de la época. Sin embargo, Spencer siguió convencido de que se podrían fabricar objetivos con grandes ángulos de apertura que podrían superar a sus pares con ángulos menos profundos. Spencer produciría una serie de tales objetivos de gran angular, incluso produciría algunos con un ángulo de apertura de hasta 175 °. Para su problema, Spencer encontraría validada su hipótesis ya que sus objetivos de gran angular proporcionaron con éxito el poder de resolución que buscaba, en parte, contribuyendo a las reevaluaciones en toda la industria de la práctica de evitar objetivos utilizando grandes ángulos de apertura. Hamilton Smith propone en sus memorias un posible origen de este concepto erróneo general que aquejaba a la microscopía en ese momento, que el proceso de aumentar el ángulo de apertura era tan laborioso, intensivo en pasos y propenso a defectos que habría que tener en cuenta que el la mayoría de los fabricantes de microscopios que lo intentaron se detuvieron antes de que el proceso se refinara por completo, por lo que obtuvieron objetivos que funcionaron peor que sus parientes de ángulo poco profundo. Hasta este punto, Smith describe a Spencer tomando dos años completos entre el desarrollo inicial de un objetivo de 170 ° y su refinamiento satisfactorio para la venta. Teniendo los frutos de su inversión, los amplios objetivos de Spencer lo llevaron a un renombre aún mayor, no solo como pionero de la microscopía estadounidense, sino como una figura científica mundial en su campo.

En un caso particularmente anecdótico del trabajo de Spencer que claramente habla por sí mismo, se encuentra la historia de Robert B. Tolles, un joven de educación formal limitada que, después de tropezar con el taller de Spencer en Canastota, Nueva York, quedó tan fascinado en el oficio que se encargó de convertirlo en el trabajo de su propia vida. A partir de su fatídica visita en 1843, Tolles se convertiría en el aprendiz de Spencer, creando una serie de inventos a lo largo de su mandato y ganando el título de científico pionero por derecho propio. Manteniendo su aprendizaje durante quince años, Tolles operaría por su propia voluntad a partir de 1858 antes de aceptar finalmente un puesto de alto nivel en Boston Optical Works. Al igual que Spencer, Tolles trabajó asiduamente en su oficio, produciendo obras que eran tanto piezas de arte intrincadas como piezas de equipo científico calibradas con precisión. Aunque tendría menos éxito financiero que Spencer, el aprendiz de Spencer pasaría a la historia como un científico óptico prolífico con muchos inventos a su nombre.

Microscopio Spencer nº 15
Un microscopio Spencer a la venta en un catálogo de 1914

Para 1854, Spencer había formado una nueva sociedad con AK Eaton que sirvió bien a la pareja, especialmente después de obtener una serie de contratos lucrativos, incluida la construcción del telescopio en el Observatorio Litchfield en Hamilton College, Nueva York. Entonces el telescopio más grande del país, el proyecto se terminó en 1856, otorgando $ 10,000 a Spencer and Eaton. Ese mismo año, la pareja obtuvo el contrato para la construcción de un heliómetro en el Observatorio Dudley en Albany, Nueva York. Para investigar a fondo su tarea, Spencer se embarcó en un viaje de seis meses a Europa para estudiar los principales ejemplos construidos entonces. Aunque fue productivo en términos de los contactos realizados y el conocimiento adquirido, el viaje de Spencer sería en última instancia un viaje en vano, ya que el proyecto fue dejado de lado por sus patrocinadores. No obstante, mientras que el proyecto Dudley enfrentó problemas por parte de sus patrocinadores, Spencer también tuvo su propia cuota de dificultades con respecto a la gestión de su negocio. Los microscopios Spencer fueron bien considerados y su taller recibió una gran demanda, pero el propio Spencer comenzó a desarrollar una reputación de tardanza y pedidos incumplidos, en un momento supuestamente acumuló "$ 20,000 a $ 25,000 o más" en pedidos incompletos a la vez. A pesar de ser la fuente de su fortaleza como fabricante de microscopios, la meticulosidad de Spencer para garantizar que cada producto producido en su taller cumpliera con sus altos estándares ralentizó enormemente la producción, lo que limitó sustancialmente el crecimiento de su empresa.

Si bien la fortuna de Spencer hasta ahora lo había visto alcanzar notoriedad en su campo, el otoño de 1873 vería a Spencer enfrentar uno de sus mayores desafíos hasta el momento. En los años intermedios que siguieron al fracaso del proyecto del Observatorio Dudley, Eaton y Spencer se separaron y, en cambio, Spencer comenzó a trabajar con sus hijos en su taller de Canastota. Una noche de otoño, alrededor de las 11:00 p. m., el edificio contiguo al taller de Spencer se incendió y quedó envuelto en llamas. Ardiendo durante la noche hasta la mañana, el taller de Spencer, con su colección de instrumentos de precisión y productos aún por terminar, quedó completamente reducido a escombros. El incendio resultó ser una pérdida debilitante para el meticuloso artesano que lo había ocupado durante décadas, pero no pondría fin al trabajo de Spencer. Al mudarse a Ginebra, Nueva York en 1875, Spencer e hijos comenzaron a trabajar para la Compañía Óptica de Ginebra, donde permanecieron durante dos años antes de mudarse nuevamente a operaciones independientes, adoptando ahora el nombre de la compañía CA Spencer & Sons. Además de ser una recompensa por una carrera histórica de exploración científica y pionera, la compañía de Spencer recibió una medalla de oro en la Exposición de París de 1878 por sus ejemplares objetivos de microscopio. Sin embargo, este sería uno de los elogios finales de Spencer, ya que la enfermedad lo llevó después de tres semanas el 28 de septiembre de 1881.

El legado de Spencer lo continuaría su hijo, Herbert Spencer, quien, habiendo dejado el taller de su padre en 1880 para trabajar de forma independiente, estableció HR Spencer Company en Cleveland, Ohio. Aún así, el campo de la óptica estadounidense de la época de Herbert Spencer ya no era la industria desolada que había encontrado su padre. A fines del siglo XIX, surgieron otros productores locales líderes de óptica de vanguardia, incluida la famosa Bausch & Lomb Optical Company, y nuevos fabricantes europeos comenzaron a ganar popularidad, en particular Carl Zeiss. Sin embargo, al igual que su padre, el excelente trabajo manual de Herbert encontró un lugar para su empresa en la industria, incluso en medio de una gran competencia. En 1890, Herbert Spencer volvió a trasladar la empresa, esta vez a Buffalo, Nueva York, donde finalmente se quedaría. Además, se asoció con Fred L. Smith y estableció su empresa con el nombre de Spencer and Smith. Reorganizada como Spencer Lens Company en 1895, la empresa prosperó bajo el liderazgo del joven Spencer y se expandió como un destacado fabricante óptico estadounidense. Desafortunadamente, el liderazgo de Spencer no duró mucho ya que se enfermó y falleció el 7 de febrero de 1900. Con la muerte de la familia Spencer, se incorporó experiencia externa en la forma de Hermann Kellner de Zeiss y Carl Dieckmann. Aunque la pérdida fue bastante perjudicial para la empresa, se recuperaría con el tiempo, ganando una reputación constante como proveedor de instrumentos científicos y ópticos de excelente calidad.

No obstante, la compañía cuyos orígenes sentaron las bases de la industria óptica estadounidense comenzó a ser reemplazada por adiciones posteriores al campo, principalmente Bausch & Lomb. Los fabricantes ópticos extranjeros como Zeiss también aumentaron constantemente su dominio en el campo óptico estadounidense, especialmente en lo que respecta a la producción de vidrio para la producción de instrumentos.

Trabajadores de Spencer Lens Company, 1918
Trabajadores de Spencer Lens Company inspeccionando muestras ópticas, 1918.

Este último punto en particular se convertiría en una preocupación de seguridad nacional después de la Primera Guerra Mundial, cuando las importaciones alemanas ya no serían viables y la demanda de instrumentación aumentaría considerablemente. Por lo tanto, a raíz de la Primera Guerra Mundial y la necesidad del ejército estadounidense de aumentar la producción local de vidrio óptico, tanto Spencer Lens Company como Bausch & Lomb experimentaron un aumento de la inversión para satisfacer la demanda. En la década de 1920, Spencer Lens Company produciría una variedad de productos ópticos, desde su fuerte original en microscopios hasta óptica para fotografía y proyección. Sin embargo, el éxito de la empresa se vería profundamente afectado por la Gran Depresión, lo que abrió la puerta a una compra en 1935 por parte de su competidor, American Optical Company. La planta de Buffalo continuaría operando bajo American Optical y los microscopios producidos por la planta mantendrían una marca "Spencer" bajo el logotipo de American Optical durante unos diez años antes de que, finalmente, la empresa fuera absorbida por completo por American Optical en 1945.

Spencer Lens Company, su fundador, Herbert Spencer, y las empresas pioneras de su padre, Charles A. Spencer representan la culminación de más de cien años de esfuerzo de un notable grupo de personas. Spencer, a pesar de todo su genio descrito hasta ahora, fue apoyado constantemente en su trabajo por un amplio elenco de personas: su hijo Herbert, Tolles, Eaton e innumerables otros socios, asistentes y artesanos que contribuyeron a la suma total del progreso científico. De todos modos, la historia de Charles Spencer sigue siendo inspiradora y ofrece una visión microcósmica del proceso científico en acción, el efecto acumulativo de contribuciones individuales sustanciales.

Otras lecturas

  • Tomás, Juan. "Los vi haciendo microscopios". Buffalo: American Optical Company: División de instrumentos, 1937.

Una breve descripción del recorrido por lo que alguna vez fue la instalación de Spencer Lens Company en Buffalo, Nueva York, en 1937, tal como existía bajo la American Optical Company.

Bibliografía

  • Bailey, JW "ART. XXVI.--algunas observaciones sobre Navicula Spencerii, y sobre un objeto de prueba aún más difícil"; Revista estadounidense de ciencia y artes (1820-1879) 7, no. 20 (03, 1849): 265.
  • Blackham, Geo. E. “Memorias de Robert B. Tolles”. Actas de la Sociedad Estadounidense de Microscopistas 6 (1884): 41–46.
  • “Charles A. Spencer”. Scientific American 45, no. 18 (1881): 278–79.
  • Gilman, CR "Art. XXVII. -- An Account of a Compound Achromatic Microscope, realizado por Charles A. Spencer de Canastota, NY; por CR Gilman, MD, Profesor de Obstetricia, etc., en el Colegio de Médicos y Cirujanos, Nueva York." Revista Americana de Ciencias y Artes 5, no. 14 (03, 1848): 237.
  • Johnson, Alexander S. "ART. IV.--Aviso de un nuevo objeto de vidrio hecho por Charles A. Spencer de Canastota, NY;" Revista estadounidense de ciencia y artes (1820-1879) 13, no. 37 (05, 1852): 31.
  • Krauss, William C. "La deuda de la microscopía estadounidense con Spencer y Tolles". Transacciones de la American Microscopical Society 23, (1902): 19–30.
  • Smith, Hamilton L. "Memorias de Charles A. Spencer". Actas de la Sociedad Estadounidense de Microscopistas 4 (1882): 49–74.
  • "Spencer, Charles Aquiles". La Enciclopedia Nacional de Biografía Americana, vol. XIII, 1906. Nueva York: JT White & Company.
  • “Miércoles, 10 de agosto.” Actas de la Sociedad Estadounidense de Microscopistas 3, (1881): 5–14.
  • Testamentos, Stewart. "Cómo la Gran Guerra cambió la industria de la óptica". Noticias de Óptica y Fotónica 27, no. 1 (2016): 40-47.
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