Страница 8 из 18
По этой теории палочки являются первоначальным органом зрения, приспособленным для восприятия лучистой энергии. Разнородность последней воспринималась сначала интенсивно, как светлое и темное, а затем, при помощи хрусталика – экстенсивно в пространстве двух измерений; что же касается, различий по длине волн, то они вовсе не воспринимались. Из палочек впоследствии развились колбочки, которые, очевидно, постепенно приспособлялись к восприятию цвета. Раньше всего развилась способность воспринимать более резкие отличия – между желтым и синим (теплым и холодным) цветами, а затем уже и более слабые – между красным и зеленым. Это предположение находит себе подтверждение в статистических данных, касающихся лиц с аномалиями цветоощущения. Лица, подверженные полной цветовой слепоте – у которых функционируют только палочки, – чрезвычайно редки; чаще встречаются люди с недоразвитым ощущением желтого и синего цветов, еще – такие, которые не различают красного и зеленого. Это и соответствует общему правилу, по которому исторически позднее приобретенные свойства сравнительно легче теряются.
Палочки более чувствительны к свету, чем колбочки, и то, что в них происходит, лучше известно. В живом глазу они содержат в себе вещество, которое меняется под влиянием света – зрительный пурпур – (Болль, Кюне); с количеством наличного зрительного пурпура связана «адаптация» глаза, т. е. его приноровленность к данному освещению.
Развитие науки о цветах, с общими чертами которого мы выше познакомились, можно сравнить с развитием химии во второй половине XVIII века. Было открыто большое количество разнообразнейших фактов, требовавших систематизации. Основы такой систематизации довольно правильно выработаны Майером, Ламбертом, Рунге, Грассманном, Максвэллом и Герингом, – так что уже можно было серьезно предполагать, что мир цветов уложится в одну из этих систем. Но стоило только подойти к реальному осуществлению этой идеи, чтоб натолкнуться на непреодолимое препятствие, а именно: отсутствие меры и числа. Было совершенно невозможно установить числовые градации для такой системы, а посему всякая попытка построения такой системы оказывалась произвольной и не приводила к конечной цели.
Всякий дальнейший успех оказался всецело зависящим от введения в мир цветов меры и числа. Некоторые шаги в этом направлении были уже сделаны. Вращающийся цветовой диск вполне применим для слагательного (аддитивного) смешения измеримых количеств данных цветов. Были даже попытки вывести более общие заключения из таких измерений. Но все эти измерения содержат неизвестные величины, и их нельзя привести к общей единице измерения.
Тут-то и выступает учение о цветах, изложению которого и посвящен настоящий труд. Исходной точкой его является выяснение действительных элементов цветов; затем оно переходит к открытию способов, с помощью которых можно было бы измерить эти элементы, и однозначно их определить, не допуская в этом никакого произвола. Уже за несколько лет, прошедших с тех пор, как был сделан этот шаг, – достигнуты ощутительные результаты, даже при небольшом количестве лиц, начавших работать в этой области. Но несравненно большее предстоит еще каждому, кто возьмется за это дело. Будущий историк науки о цветах сумеет констатировать резкий подъем в развитии этой отрасли знания в двадцатых годах XX века, подобно тому, как историк химии мог бы оказать то же самое о конце XVIII века. Тому и другому будет легко объяснить это явление: дело идет о переходе науки из качественной эпохи в количественную.
Глава II
Свет
Общее. Для того чтобы глаз видел цвета, он должен получить соответствующее раздражение. Все наши органы чувств приходят в активное состояние только при воздействии на них какой-нибудь внешней энергии. Для слуха необходимы колебания воздуха, для обоняния и вкуса – химические раздражения; органы кожи возбуждаются механическим давлением и теплотой, глаз же — светом.
Мы должны поэтому вспомнить о свойствах света или лучистой энергии. Правда, каждый школьник знаком теперь с основными законами учения о свете, или оптики; мы не имеем в виду предложить здесь сокращенный учебник этой отрасли знания. Тем не менее будет очень полезно напомнить некоторые места из отдела оптики, важные для учения, о цветах, и изложить знакомый нам соответствующий материал в той форме, в которой он окажется наиболее полезным для нашей настоящей цели.
Нормальное раздражение, к которому приспособлен наш глаз, есть свет, или лучистая энергия. Мы ее знаем как особого рода энергию, не связанную ни с каким весовым носителем. Гипотетически принятый, вследствие этого, световой эфир в наше время оказывается излишним и неприемлемым.
Основное свойство света – его периодичность. В тех границах, где наш глаз способен воспринимать свет, его колебания достигают громадных величин, 400 до 750 × 1012 раз в секунду. Есть еще большие области более быстрых и более медленных колебаний, но они не вызывают зрительных ощущений, а потому и не будут нас здесь занимать. Световые колебания по новейшим, хорошо обоснованным воззрениям, суть колебания электрической и магнитной энергии, регулярно переходящих друг в друга.
Свет распространяется в про- странстве с большой скоростью. В пустом пространстве он достигает наибольшей скорости, а именно 3,1010 сантиметров в секунду; в средах же, заполненных весомым веществом, его скорость уменьшается, и – в первом приближении – по мере возрастания плотности среды. При этом наблюдаются однако, и значительные влияния химического порядка. Тут мы имеем дело о неким элементарным свойством аддитивности (слагательности): степень замедления колебаний в элементах переносится без больших изменений и в их соединения. Наряду с этим наблюдаются и влияния конститутивного характера, которые особенно велики там, где число колебаний света совпадает с периодическими процессами в данном веществе. Тогда наступает сильное поглощение света и соответствующее изменение скорости его распространения.
Путь однородной световой волны определяется числом и плоскостью колебаний. Из этих двух свойств глаз воспринимает только первое – разному числу колебаний соответствуют различные цветовые тона (красный, оранжевый, желтый и т. д.). В дальнейшем нам придется специально остановиться на этой зависимости.
Плоскость колебаний нами не воспринимается. Биологическое объяснение данного явления следующее: в природе, очень редко встречается поляризованный свет одной плоскости колебаний, кроме того, такой свет не бывает обычно связан с чем-нибудь биологически важным. В природе нет поэтому факторов для развития в нашем глазу органа, приспособленного к восприятию плоскости колебаний, хотя выработать для этого воспринимающий аппарат живым существом и было бы совсем не трудно. Приведенные рассуждения помогают нам разобраться в психофизических фактах. В дальнейшем мы также будем по мере надобности пользоваться ими.
Если луч света или световой поток внезапно попадет из безвоздушного пространства в заполненную среду, то его скорость должна резко измениться. С этим связан целый ряд важных явлений, упоминание о которых в этой книге, ради специальных интересов всего нашего изложения, не лишне, хотя они и известны всем из физики. Явления эти: отражение, преломление и поглощение света.
Часть света отбрасывается телом назад, или отражается, при чем число колебаний не претерпевает изменений; на плоскости же колебаний это отражается таким образом, что волны располагаются более симметрично по отношению к граничной поверхности. Отражение захватывает собой тем большую часть падающего света, чем больше разница между скоростями света в обеих средах. Отражение усиливается также вместе с увеличением угла падения и при вертикальном падении равняется единице, т. е. все лучи отражаются.