Секреты Средиземья. Как появилась культовая вселенная Властелина колец - Ролан Леук

высоки. Основная функция сетчатки заключается в том, чтобы позволить мозгу определять местонахождение потенциально интересных областей и затем ориентировать ямку в их направлении для оптимальной обработки изображения. Вот почему глаза постоянно совершают быстрые движения, перефокусируя изображение важной области на ямку. Именно так происходит, когда вы читаете эти строки!

Чтобы покончить с анатомией глаза, сообщим, что поглощающая мембрана, называемая сосудистой оболочкой (хороидея), выстилает глазное яблоко за сетчаткой, чтобы предотвратить попадание света наружу. Эта очевидная сложность строения человеческого глаза создает впечатление, что он является «совершенным» органом. Сей факт уже давно используется в качестве аргумента противниками эволюции видов, которые утверждают, что промежуточные – несовершенные – стадии, приведшие к появлению современного глаза, не могли дать какие-либо преимущества. Однако естественный отбор сыграл свою роль. Наш глаз не совершенен. Более того, в ходе эволюции появлялись другие типы глаз.

Зрение с высоким разрешением

Если зрение и глаза эльфов работают по тем же принципам, что и у людей, то несколько отрывков из «Властелина Колец» доказывают, что их способности намного превосходят человеческие.

Например, сцена, когда Леголас, Гимли и Арагорн в Рохане выслеживают захвативших Мерри и Пиппина орков.

– Всадники! Много! Очень быстрые кони.

– Да, – подтвердил Леголас. – Сто пять человек. Вооружены копьями. Светловолосые. Тот, кто ведет их, очень высокий. Лигах в пяти от нас[182].

Пять лиг? Напомним, что изначальная протяженность сухопутной лиги – это расстояние, которое человек может преодолеть пешком за час. Конечно, многое зависит от местности, но оно примерно равно четырем километрам. Следовательно, всадники находятся примерно в двадцати километрах. Возможно ли их увидеть на таком расстоянии?

Прежде всего заметим, что взгляд не может выйти за горизонт наблюдателя. На открытой местности, например в море, расстояние до горизонта взрослого человека составляет чуть менее пяти километров. Это следствие круглой формы Земли, и чтобы его обойти, достаточно подняться. Так поступают впередсмотрящие, забираясь на мачту корабля – тогда радиус их горизонта может превышать двадцать километров. Чтобы увидеть группу всадников на расстоянии пяти лиг, Леголас должен находиться как минимум на тридцать метров выше среднего уровня равнины. Но поскольку группа только что переночевала на вершине высокого холма, взгляд эльфа может охватить и добрых шестьдесят километров.

Кроме того, световые лучи, испускаемые источником, распространяются в атмосфере, которая поглощает их часть. Также в ней случаются всевозможные возмущения, например из-за перепадов температуры или атмосферных колебаний. Таким образом, свет от источника может быть ослаблен или искажен, иногда до такой степени, что станет едва заметным. Это явление наиболее ощутимо под водой, где на расстоянии нескольких метров уже ничего не видно, контуры размыты, а яркость низкая. Аналогичное явление наблюдается в атмосфере, с той лишь разницей, что, поскольку плотность воздуха в тысячу раз меньше плотности воды, толщина размытия в нем исчисляется километрами. Чтобы видеть далеко, также необходимо, чтобы атмосфера была совершенно прозрачной.

Наконец, глаз должен быть способен различать детали, видимые под очень небольшим углом, зависящим от соотношения между фактическим размером и расстоянием до объекта. Если глаз не имеет хорошего углового разрешения, он не сможет различить мелкие детали. Использование прицела или бинокля позволяет увеличить угол, под которым виден предмет. Качество углового разрешения ограничено двумя факторами: дифракцией света и размером клеток сетчатки (см. рисунок 15 на вкладке).

Дифракция – это угловое «рассеивание» света из-за столкновения с препятствием, размер которого сопоставим с длиной волны[183]. Попадая в глаз через зрачок (в среднем диаметром 3 миллиметра), свет подвергается дифракции под углом около 13-тысячных долей градуса. Изображение идеального точечного источника света появляется на сетчатке, расположенной на расстоянии 1,6 сантиметра от радужной оболочки, в виде пятна диаметром в несколько микрометров, которое называется «диском Эйри».

Клетки в центральной ямке расположены на расстоянии около 2 микрометров друг от друга, что меньше размера пятна изображения. Чтобы два точечных источника света, расположенных близко и под углом друг к другу, были видны раздельно, центры их дисков Эйри должны находиться на расстоянии, превышающем расстояние между двумя соседними клетками. В противном случае пятна их изображений наложатся друг на друга, и глаз будет воспринимать их как единый источник, что показано на схеме выше.

Таким образом, чтобы глаз Леголаса мог улавливать мелкие детали, необходимо, чтобы его зрачок был больше, чем у человека (и тем самым ограничивал дифракцию), а клетки сетчатки – меньше по размеру (чтобы разделить два диска Эйри). Недостатком большого диаметра зрачка является то, что он вызывает блики, мешающие дневному зрению.

Очевидно, у глаза эльфа есть способ избежать бликов – например, надбровная дуга или более выраженные брови, которые, как и у ночных птиц, играют роль козырька.

Чтобы оценить плотность клеток сетчатки эльфов, давайте возьмем за образец птиц. Для них глаз является еще более важным органом, чем для человека.

Фактически глаза птиц пропорционально намного больше человеческих глаз. Например, глаза скворца составляют почти 15 % массы его головы, в то время как у людей эта доля не достигает даже 2 %. Кроме того, ямка сетчатки птицы содержит значительно больше колбочек, чем ямка человеческого глаза. Например, у воробья их 400 000 на квадратный миллиметр, что в два раза больше, чем у наших глаз! У ястреба, который высматривает свою добычу с высоты, плотность колбочек в ямке в пять раз больше, чем у человека. Хищники вообще обладают самым острым зрением среди птиц. Они могут различать детали на расстоянии в два-три раза больше доступного нам. Ястреб-пустельга, который охотится на малых высотах и питается в основном насекомыми, может различить 2-миллиметровый объект с высоты 18 метров. Орел, который охотится на мелких млекопитающих, летая на большой высоте, может различить объект размером от 15 сантиметров с высоты 1500 метров. Глаза хищников имеют угловое разрешение в три-пять раз лучше нашего и исключительную способность оценивать расстояния.

Замечание Гэндальфа, сопровождавшего армию короля Теодена между Эдорасом и Хельмовой Падью, возможно, указывает, что способности Леголаса значительно превосходят даже способности хищников.

Гэндальф приблизился к Леголасу, ехавшему рядом с Йомером.

– Нет глаз зорче, чем у эльфов, – сказал он. – Они за целую лигу отличают воробья от зяблика. А ну-ка, скажи, что происходит под Изенгардом?[184]

Чтобы у Леголаса было угловое разрешение, которое в лучшем случае в сто раз превосходит человеческое (если вы способны отличить воробья от зяблика с расстояния сорока метров!), его глаза должны действительно отличаться от человеческих как по размеру зрачков (в сто раз больше), так и по плотности клеток сетчатки в ямке – в десять тысяч