34
ЧТО И КАК МЫ ВИДИМ
Кандидат физико-математических наук
А. И. БУЗДИН,
кандидат физико-математических наук
С. С. КРОТОВ
Один физиолог, показанный действие
слепого пятна, стал
любимем при двое
французского короля;
на утомительных
заседаниях
so своими предворными
король развелался,
«отрубая им золоты»:
он смотрел
на однозою из них
и следил, как
в это время
«исчезала»
голова другого.
(Из «Фейнмановских
лекций по физике»)
34
36
испускания глазами специального «флюида». Сетчатка представляет собой разветления зрительного нерва, и первые окончания бывают двух типов — палочки и колбочки (эти названия связаны с формой). При слабом освещении зрение в основном обусловленном палочками, но, к сожалению, они не способны обеспечить цветовое зрение. За цветовое зрение ответственных колбочки, а они начают «включаться» лишь при достижном освещении. С этим, кстати, и связано проискждение выражения «ночью все кошки серы» — при очень слабом освещении все предметы казутся обещеченными.
Слабый свет от звезд, доходящий к Земле, позволяет нам определить цвета лишь самых ярких из них; между тем, сделанные с помощью телекопа цветные сигки звездного неба поражают богатством и красотой красок — к сожалению, глаз они недоступны. Однако чувствуются нашнего «бесцветного» зрения понятие удивительна: глаз может в принципе регистрации даже единичные фотоны. Фотон — квант электромагнитного колбания, как бы самая малая энергетическая порция излучения. (Здесь мы стalkиваем с тем, что, согласно квантовой теории, свет, с одной стороны, электромагнитная волна, а с другой стороны, поток частиц — квантов или фотонов.)
Как мы уже говорили, формирование цветового ощущения — сложный процесс. Светочувствительные клетки глаза связаны не только с мозгом, но и друг с другом. Глаз как бы сам проводит первичную обработку световой информации. Неслучайно при развитиизародыща глаз формируется путем вырастания волокон непосредственного из мозга, и по сути дела он является частью мозга.
Кстати, то место на сетчатке, открывая выходит, разветляясь, зрительный нерв, лишено световой цветительнойности — там нет палочки и колбочки; оно носит название «сплощное». Если изображение предмета на сетчатке попадает на сплощное, то предмет не виден. Открыл слепое пятно известный физик Мариотт, сообщение об этом феномене было им сделано на заседании Парижской академии в 1666 году. Он же был тем «физиологом» (из επιграфа к статье), который научил французского короля гуманному способу «отрубать головы» своим придворным.
Важную роль мозга при восприятии внешних образов иллюстрирует такой пример. Если человекстанет носить очки, которые делают изображение перевернутым, то сначала человек все будет видеть «вверх ногами». Однако через некоторое время восприятие внешних образовстанет прививным. А вот после снятья очков предметы будут казаться перевернутыми, и потребуется определенное время, чтобы все стало на свои места.
Посмотрите теперь на рисунок 2, где изображены три челювка. Каждый совершенню ощущенным, что нижний намного меньше верхнего. Линейка, одnakо, докажет вам, что все челювки одной высоты. Все дело здесь в лучевых линиях, которые создают ощущение переспектiviы. Также трудно поверить, что прямые на рисунок
37
Рис. 3.
ке 3 параллельны. Подобного рода эффективы доставляли непряятности архитекторам еще в древнейшие времена: чтобы очередная постоянная казались прямыми, их пристроительве приходилось искривлять. Пожалуй, наиболее яркое впечатление создал картины голландского художника Эшера, наглядно иллюстрирующие условия нашего восприятия (реродукция картины Эшера помещена на второй странице обложки этого номера).
А как бы думайте, почему возникают перед глазами цветные круги, если в полной темноте задать головой о дверной косяк? а если о фонарь?
Наш глаз плохо приспособлен длястрого анализа цветового состояния света. Для этой цели лучше использовать физические приборы (простейший из них — призма). Зато, смешая в определенной пропорции всего лишь три цвета, например красный, желтый и синий, можно получить практические любой цвет (по крайней мере, ошушение цвета). Это, кстати, широко используется в цветном телевидении. Все краски на экране цветного телевизора возникают в результате соответствующего наложения трех основных цветов. Аналогично, всего три краски используется и при цветной печати. Так, смешав желтую и синию краски, мы получим зеленьй цвет, направив на экран желтый и синий лучи, мы увидим зеленье пятно. Совершенно ясно, что полученный таким способом зеленьй цвет вовсе не есть «чистый» зеленьй цвет, который входит в состав радуги и отвечает электромагнитной волне определенной длины. Просто-напросо в двух этих случаях создается одинаковое ошушение цвета. Несмотря на сказаноное, богатство красок, воспринаемых человеким глазом, очень велико — хорошо художники различают до трехсот оттенков.
И в зависимости — еще один «цветной» сюжет, из области физики элементарных частиц. Выдуманные крупнейшим физиком-теоретиком современности Гелл-Маном экзотическая крупцы материи — кварки — не только получили право на несовсем обычное существование (в свободном состоянии они находиться не могут), но и приобретили еще и «окраску». Они былиот трех «цветов» — красного, зеленого и синего. Объичный протон, состоящий из трех «разноцветных» кварков, будет по этой теории «белым», т. е. «бесцветным». Смешивая эти три цвета в разных комбинациях, можно получить любой другой цвет видимого спектра, что и применяется в цветном телевидении.
Таким образом, современная физическая наука способна с увеличениемговорить о цвете даже таких объектов, неосредственнуювозможность наблюдания которых она с не меньшей уверенностью ответает. Понстине, человекское воображение не имеет пределов…
И прежде чем поставить точку, предлагаем вам подумать над таким вопросами.
-
Известно, что, загорая в полдень, можно просто «сгореть». А вот опасность солнечного окora в утренние и вечерние часы практические «нулевая». Почему?
-
Если смотреть на луч проектора сбоку, то он кажется изогнутым. Почему?