Александр Штейнгауз - Девять цветов радуги

Далее Винер пытается ответить на эти вопросы и предлагает один из возможных вариантов, одну из возможных моделей работы мозга при различении формы. Он не утверждает, что мозг действует точно так же, но идеи, высказанные им, могут быть положены в основу одной из гипотез о работе мозга, а кроме того, на их основании может быть построена математическая машина, способная различать формы предметов, хотя бы простейших.

Интересно высказывание прославленного архитектора эпохи Возрождения Леона Баттисты Альберти (1404–1472), который в трактате «О статуе» тоже говорит о свойствах форменного зрения:

«Поскольку скульпторы ищут сходства, со сходства и надлежит начать. Я мог бы повести здесь рассуждение о природе сходства, о том, почему так бывает, что каждая особь очень похожа на всех других особей того же рода, — мы ведь видим это в природе и видим, что она это соблюдает в любом живом существе. С другой стороны, нельзя, как говорят, найти голос, вполне похожий на другой голос, нос — на другой нос, и точно так же среди всего множества людей нельзя найти человека, неотличимого от других. Добавь к этому, что лица тех, кого мы видели мальчиками, а затем знавали и подростками и кого ты видел юношами, распознаются и тогда, когда они стали стариками, как бы велики ни были те изменения, которые с возрастом, изо дня в день, испытали очертания их лиц. Таким образом, мы можем установить, что в самих формах тела имеется нечто, что меняется с течением времени, и нечто другое, глубоко в них заложенное и им врожденное, что всегда остается устойчивым и неизменным…»

Вот это-то устойчивое и неизменное, по-видимому, замечает форменное зрение, а память хранит долгие-долгие годы.

Цвет есть результат воздействия физического объекта на сетчатку.

Прежде чем говорить о природе цветного зрения человека, необходимо выяснить законы образования самих цветов.

В спектре солнечного света, состоящем из бесконечного множества плавно переходящих друг в друга чистых цветовых тонов, человеческий глаз в состоянии различить более 150 оттенков. Обычно спектр разделяют на несколько цветовых групп: группу фиолетовых тонов, синих, голубых, голубовато-зеленых, зеленых, желтых, оранжевых и красных. Вот границы между соответствующими группами, выраженные в длинах волн: 439, 459, 492, 532, 571, 596 и 645 миллимикронов. Границы концов видимого участка спектра соответствуют длинам волн 380 и 770 миллимикронов. Интересно отметить, что границы цветовых групп, впервые намеченные Ньютоном, при переводе на язык волновой теории почти не отличаются от указанных. Кстати, Ньютон усматривал аналогию между восприятием цветовых и музыкальных тонов. Мы знаем, что одинаковые ноты в соседних октавах звучат согласно и отличаются только высотой тона. Частоты таких тонов находятся в соотношении 1:2, длины волн — 2:1. Если взять границы видимого спектра, то их длины волн тоже относятся, как 2:1. А если приглядеться, можно уловить цветовое сходство между крайними частями спектра — между глубоким красным и глубоким фиолетовым тонами. «Цвета, — писал Ломоносов, — удивительно согласуются с музыкой», В наше время этой аналогии не придают значения. Однако известно много случаев в науке, и мы о некоторых хорошо знаем, когда идеи, считавшиеся умершими, воскресали вновь.

Тона солнечного спектра далеко не исчерпывают всего многообразия цветов, встречающихся в природе. По существу, цветов бесконечно много, и наш глаз может различать в этом беспредельном многообразии с трудом исчислимое количество их.

Кривая чувствительности (кривая видности) человеческого глаза и границы между соответствующими группами цветов.

Если подсчитать все слова в русском языке, обозначающие цвета и оттенки, их наберется порядочно. Поэтому мы совершенно не испытываем затруднений, описывая даже очень тонкие различия в цветах. Тем не менее это описание оказывается недостаточным в тех случаях, где требуется точное знание о цвете. У профессионалов, даже у маляров и изготовителей вывесок, не говоря уже о живописцах, в ходу другие слова. Так, краски, дающие различные оттенки красного, имеют следующие названия: краплак, бриллиант-лак, киноварь, кадмий, кармин, сурик и так далее. За этими названиями стоят уже вполне определенные оттенки, потому что краска — это неизменная из года в год рецептура и технология; потому что на фабрике красок всегда есть эталонные образцы, по которым проверяется вновь выпускаемая продукция. Большую помощь в точном подборе цветов оказывают и колерные книжки — блокнотики, в которых каждый лист имеет строго определенный цвет — колер.

Но при современном развитии науки и промышленности этого далеко не достаточно. Техника вообще предпочитает пользоваться точными цифрами, а не словами, в толковании которых всегда будет присутствовать большая или меньшая неопределенность. Поэтому возникла и развилась специальная отрасль оптики — колориметрия, занимающаяся количественными методами определения цветов и законами их образования. В основу колориметрии положены точные знания определенных свойств цветового зрения человека. Она опирается на законы образования цветов в глазу человека, установленные многочисленными и многократно проверенными исследованиями.

Однако не надо спешить с описанием этих законов. Продолжим еще разговор о цветах.

Прежде всего следует отметить, что в колориметрии белый, черный и все промежуточные цвета, отсутствующие в спектре, столь же равноправны, как и все остальные. Правда, они составляют особую категорию так называемых ахроматических цветов (буквально — цветов, не имеющих цвета). Вся гамма серых цветов может быть получена смешением черного и белого в различной пропорции. В принципе эта гамма содержит бесконечное число цветов, но наш глаз может различить в ней около 300 градаций, что тоже не мало.

Любая поверхность, которая одинаково (плохо или хорошо) отражает все составляющие солнечного спектра, имеет ахроматический цвет. В равных условиях освещения поверхность, отражающая больше лучей, кажется светлее менее отражающей. Самой белой будет поверхность, покрытая окисью магния или бария, — она отражает до 98 процентов падающего света. Чистый белый снег (иногда выпадает снег, имеющий оттенок) на ее фоне покажется сероватым, он отражает всего лишь 85 процентов, а такая белая краска, как цинковые белила, и того меньше— всего 70–75 процентов. Очень черными кажутся поверхности, покрытые пористой сажей, но еще чернее — черный бархат; некоторые сорта его отражают не более 0,3 процента падающего света. Чернее бархата только черное тело — специальное устройство, о котором упоминалось в предыдущей главе [14] Не следует забывать, что черное тело может не только поглощать, но и излучать свет. В колориметрии же считается, что тела черного цвета только поглощают свет. .