Хочу всё знать [1970] - Анатолий Томилин

А. Томилин, Н. Теребинская

ТРИ ЗАПОВЕДИ ЭКСПЕРИМЕНТАТОРА

Прежде всего давайте условимся, что учёные, даже самые гениальные, как и все остальные люди, имеют свои пристрастия. Вы, наверное, замечали, что среди товарищей встречаются такие, что любят всё делать собственными руками: мастерить, строить… А есть и другого склада ребята — любители порассуждать. Тоже строители, только воздушных замков.

Люди науки тоже делятся на два больших отряда: экспериментаторов и теоретиков. И хотя и те, и другие понимают, что ничего не стоят друг без друга, споры о том, кто главнее, не утихают. Экспериментаторы считают, что только опыт может считаться праведным судьёй для любой научной теории. Теоретики не отрицают значения опыта, но убеждены, что только теоретическое обобщение опытных результатов двигает науку вперёд.

Впрочем, мы не станем разбираться в этом споре. Сегодня мы на стороне экспериментаторов. Давайте посмотрим, как они работают, познакомимся с их основными инструментами и приборами. Начнём с самого простого.

Каким образом человек получает сведения (информацию) об окружающем мире? Прежде всего при помощи органов чувств: зрения, слуха, вкуса, обоняния и осязания. Это и есть главные датчики информации. И во всяком деле, во всяком эксперименте важно быть уверенным в том, что органы чувств нас не подводят. Тогда какие бы чудеса ни происходили в природе, но если я их сам увижу, сам услышу, попробую на вкус, понюхаю и пощупаю руками, никому не удастся меня убедить, что чудес этих не существует…

Самый большой объём сведений даёт зрение. Недаром народная мудрость гласит: «Лучше раз увидеть, чем сто раз услышать». Внимательные и зоркие глаза — залог успеха любого опыта. Но так люди думали не всегда.

В средние века наука представляла собой странное зрелище. Учёные философы собирались на диспуты и обсуждали всерьёз вопросы, которые сегодня могут показаться только шуткой. Например: «Сколько демонов поместится на кончике иголки?» При этом никого вовсе не волновало то обстоятельство, что самих демонов никто и никогда не видел. Или пример другого широко известного диспута: «Пройдёт ли верблюд сквозь игольное ушко?» Вы скажете: зачем спорить? Приведите верблюда и убедитесь в невозможности желаемого. Другими словами: поставьте опыт! В это-то всё и упиралось. Никаких опытов средневековая наука не допускала. Суть её заключалась в том, чтобы сто раз на все лады перетолковывать священное писание — библию. И всё! Ещё можно было обсуждать взгляды древнегреческого мыслителя Аристотеля. И то не все, а только те, что не противоречили церковным догмам. Так продолжалось долгие годы.

Даже во времена Галилея ещё не доверяли тому, что видят глаза, если это противоречило священному писанию. Тщетно великий учёный уговаривал монахов и даже кое-кого из священнослужителей высокого сана взглянуть в его телескоп — первый телескоп в истории человечества — и убедиться, что на Луне есть моря и горы… Церковники в ужасе отказывались. А вдруг правда увидят, посеется в душе сомнение. А от сомнения к безбожию — шаг!.. Галилей преодолел косность и невежество. С его удивительных работ наступил в истории науки век эксперимента. И всё-таки…

Знаете ли вы, что тёмной ночью человек с нормальным зрением может разглядеть огонёк спички… за тридцать километров! Потрясающая чувствительность! Особенно удивительна она, если учесть, что днём в летний полдень солнце заливает окружающий нас мир светом в миллионы миллионов раз ярче спичечного пламени. А наши глаза не слепнут, не теряют безвозвратно свою чувствительность от такой яркости, а видят по-прежнему. Удивителен диапазон зрения. Его можно было бы сравнить с подъёмным краном, способным одинаково легко поднять железнодорожный вагон и снять пылинку с лесного муравейника. Но таких подъёмных кранов не бывает!

Сегодня физики уже построили приборы, чувствительность которых превосходит чувствительность глаза. Единицы фотонов — световых частиц — улавливают фотоэлектронные умножители. Но боже сохрани чиркнуть рядом спичкой. Прибор сразу же выйдет из строя.

Почему же мы предлагаем не верить такому замечательному устройству, как глаз?

Перенёсемся на некоторое время в Англию конца XVIII столетия, в город Манчестер. Здесь в среднем учебном заведении под названием Новый колледж преподавал в те годы математику и натуральную философию некий Джон Долтон (у нас его фамилию произносят как Дальтон). Сын манчестерского ткача, он не получил систематического образования. Но наука была его призванием, и он всецело был ей предан. Однажды, сравнивая между собой различные полевые травы, Долтон обратил внимание на странное несоответствие, которое раньше проходило мимо его внимания. Рассматривая цвета и оттенки травы, он бесспорно видел розовые и красноватые тона. Между тем люди вокруг уверяли, что трава зелёная. Порезав осокой палец, Долтон выдавил из него каплю ярко-зелёной крови… Но ведь все уверены, что кровь красная. На следующий день он поднялся рано, чтобы встретить восход. И на его глазах небо на востоке зазеленело, вспыхнуло ярким светом, и взошло солнце. Однако все считают зарю розовой…

Долтон стал внимательно исследовать своё зрение и пришёл к удивительному открытию. Его глаза путали оттенки розового и зелёного. Он их фактически не различал…

Долтон написал интересную работу о своих наблюдениях. И когда она дошла до широкой публики, оказалось, что он не одинок. В разных концах Англии, даже его родного Манчестера, нашлись люди, путающие цвета. Явление «цветослепоты» оказалось чрезвычайно распространённым. Просто раньше никто на это не обращал внимания. Со временем статистика доказала, что из каждой сотни мужчин не меньше четырёх страдают этим недостатком зрения. Исследователи назвали его «дальтонизмом», по имени первооткрывателя. Среди женщин дальтонизм встречается реже: примерно у одной из двухсот.

Как же могло быть, что люди не замечали того обстоятельства, что путают цвета? Ведь с разнообразием красок и оттенков мы встречаемся каждый день… В этом-то, оказывается, и заключена причина того, что некоторые дальтоники не подозревают о своём недостатке. Человек с нормальным зрением обычно воспринимает около сорока различных оттенков в цветах. Художники их различают до нескольких тысяч. Мозг человека, перерабатывая информацию зрения, старается сам обходиться без двусмысленных, нечётких данных и как бы подавляет сигналы от перепутанных цветов, заменяя их остальным набором точных данных. Так бывает, конечно, когда возможность подобного выбора есть. Но представьте себе, что на оживлённый перекрёсток выехал автомобиль, за рулём которого — дальтоник. В сигналах светофора выбора нет: либо красный — что во всём мире означает стоп, опасность! — либо зелёный — проезд свободен. А как быть нашему водителю, который путает эти цвета?..

Вот почему перед тем, как получить водительские права, каждый должен обязательно побывать у врача-окулиста, прочесть разноцветные таблицы с цифрами и буквами, составленными из красно-зелёных или  жёлто-синих точек.

Наш рассказ касался людей с недостатками зрения. Но ведь у большинства дальтонизма нет… Проделаем опыт посложнее. Вряд ли кто-нибудь усомнится в том, что цветок подсолнуха жёлтый… Но вот мы срезали его, перенесли в тень. Изменился ли цвет растения? Конечно, нет. Наши глаза ясно видят желтизну… Ещё одна проверка. В руках у нас спектрофотометр — прибор, безошибочно определяющий цвет по самым объективным данным — по длине световой волны. Направим прибор на подсолнух… И что это? Листья растения и лепестки цветка почти не вызывают изменений в показаниях прибора. Но листья зелёные, это уж точно! А цветок?..

Впрочем, давайте сначала разберёмся: что показывает спектрофотометр? Цвет лучей отражённого от предмета света.

Яркое солнце посылает на землю много прямых жёлтых лучей, которых в тени комнаты нет. В тени — свет зеленоватый, отражённый от предметов, рассеянный воздухом и голубым небом. В нём совсем или почти совсем нет жёлтых лучей. Об этом нам и говорит прибор… А как же глаз? Увы — глаз ошибается! Сказывается привычка. Мы привыкли считать цвет свойством. А на самом деле он зависит от состава отражённых лучей.

Аппарат зрения сконструирован у нас так, что независимо от воли и желания в нашем мозгу постоянно вводится поправка на освещение. Поправка, которая позволяет одним и тем же предметам в разных условиях сохранять в нашем представлении одинаковый цвет. Помогают нам в этом светлые предметы, самые светлые, которые мы называем белыми.

Выходит, глаза лгут?.. Лгут, и лгут преднамеренно. Представьте себе на минутку, что наше зрение обладает объективностью спектрофотометра. Какая путаница воцарилась бы в окружающем нас мире! В солнечный день он блистал бы множеством ярких красок. Но стоило бы Солнцу спрятаться за тучи, как все цвета неузнаваемо должны были бы измениться. При электрическом освещении — новая перемена…