Александр Штейнгауз - Девять цветов радуги

Теория показывает, что субтрактивный метод также позволяет образовывать из белого света все цвета с помощью трех светофильтров: красного, голубого и зеленого. Для получения нового цвета необходимо подбирать в определенном соотношении плотность (пропускание света) каждого из светофильтров. При фотографировании на цветной пленке такой подбор происходит автоматически.

Цветная печать в полиграфии, пользование акварельными и некоторыми другими видами красок тоже основаны на субтрактивном образовании цветов. В этих случаях, однако, процессы их образования осложняются целым рядом дополнительных обстоятельств, которые не позволяют столь же просто и точно предсказывать цвета не опробованных еще сочетаний красок. Поэтому часто приходится прибегать к практической проверке и пробам.

Как увязать между собой все многообразие фактов, относящихся к цветовому зрению?

Как связать их с устройством глаза?

И, наконец, как объяснить способность нашего зрения различать между собой огромное количество цветов и столь тонко чувствовать разницу в оттенках?

В общих чертах устройство глаза уже известно читателю. Знакомы ему и многие факты, связанные с цветовым зрением. Пока об устройстве глаза и его свойствах сообщались только факты, можно было принимать их на веру. Но, чтобы понять их связь, понять, почему они таковы, какие из них являются основными, а какие — следствиями, необходимо вкратце познакомиться с теорией.

До настоящего времени из всех предложенных наиболее удачной считается теория, разработанная Юнгом, Гельмгольцем и Максвеллом. Она носит название трехкомпонентной теории цветового зрения. Такое название дано ей не случайно. Дело в том, что исходный пункт, основа ее заключается в предположении о наличии в глазу трех цветочувствительных приемников, или элементов, из которых один реагирует преимущественно на лучи красного света, другой — на лучи зеленого, а третий — на лучи синего света.

По законам пространственного смешения цветов каждый цветочувствительный центр сетчатки должен содержать все три типа приемников. Так, если в данную точку сетчатки попадает луч красного света, то возбудится только красночувствительный элемент, оба других в это время не будут посылать сигналов в мозг. Если же в глаз приходит сложный, хроматический свет, например желтый, то сигналы в мозг будут поступать уже от двух приемников — от красночувствительного и зеленочувствительного. Ощущение белого света возникает, когда все три приемника одновременно и в сильной степени будут возбуждены светом.

Практика, опыт являются лучшими методами проверки любой теории. Это справедливо и в данном случае. Те, кто разобрался в явлении смешения цветов, сразу поймут, что трехкомпонентная теория хорошо согласуется с фактами. С ее помощью можно качественно и количественно объяснить явление смешения цветов, существование дополнительных цветов, цветовых последовательных образов.

Эта теория, в частности, позволяет объяснить причины довольно распространенного порока зрения, называемого дальтонизмом. Люди, страдающие дальтонизмом, плохо различают некоторые цвета. Дальтоников не так уж мало: до 9 процентов среди мужчин, но всего 0,5 процента среди женщин. Этот порок получил название по имени известного английского химика Дальтона, о котором упоминается во всех учебниках по химии. Но редко кто знает, что он, обладая таким недостатком зрения, тщательно изучил его и описал в литературе, чем и объясняется название, присвоенное этому пороку.

Наиболее часто дальтоники не различают красного и зеленого, в то время как другие цвета воспринимаются ими нормально. Зная теперь о трех компонентах, о трех приемниках цвета, мы можем предположить, что могут быть люди, не воспринимающие синих цветов. Действительно, такие люди встречаются, но очень редко. Еще реже встречаются такие, которые вовсе не различают цветов.

Следует предупредить читателей, что очень часто дальтоники даже не подозревают о недостатке своего зрения. Прибегая к аналогии с восприятием звуков, дальтоников можно уподобить людям с плохим музыкальным слухом. В некоторых случаях дальтонизм может привести к тяжелым последствиям, особенно на транспорте, где красный и зеленый сигналы являются приказами взаимно-противоположного смысла.

Самым лучшим критерием правильности трехкомпонентной теории является ее успешное применение в технике. Именно на основе этой теории современная техника создала цветную фотографию и цветное телевидение, разработала новейшие источники света, вызвала к жизни цветную полиграфию и значительно расширила возможности лакокрасочной промышленности. Художникам, предчувствовавшим ее, быть может, раньше всех, она тоже оказала и продолжает оказывать неоценимую помощь.

Нынешняя теория цветного зрения довольно стара. Она в основном была создана во второй половине прошлого века. В наши дни, когда в физике идет непрерывное обновление, непрерывная смена теорий, возраст ее кажется очень большим и вызывает у некоторых даже не меньшее удивление, чем возраст какого-нибудь старого, но все еще не побитого спортивного рекорда.

Чем же объяснить столь почтенный возраст этой теории?

Тем ли, что она верна, или тем, что ей не уделяли должного внимания?

Частично справедливы оба предположения.

Хотя абсолютных теорий не бывает, нынешняя теория цветового зрения оказалась в состоянии объяснить ученым и инженерам практически все интересовавшие их до сих пор факты. Это доказывает, что ее следует считать правильной.

Но в некоторой степени справедливо и второе предположение. Теория взаимодействия света и глаза действительно не находилась в центре внимания физической науки всех этих лет. Главное направление физики шло в области исследования света как такового, атома, его ядра и элементарных частиц. Некоторые выдающиеся естествоиспытатели отдавали свои силы выяснению взаимодействия света и глаза, но в общей совокупности физических исследований их усилия составляли малую долю, хотя решали они задачу, сложность которой люди сумеют оценить лишь в будущем. К этому следует добавить, что эту задачу должны решать не только физики, но и специалисты из многих других областей науки, что до последнего времени тоже усложняло дело.

И, быть может, хорошо, что получилось именно так. Потому что дальнейшие открытия в области воздействия света на глаз и нервную систему человека могут оказаться столь серьезными и важными, что их стоит оставить до лучших времен, когда эти открытия будут использоваться только во благо, а не во вред людям. Следует подчеркнуть, что подобных открытий может и вовсе не случиться, но при современном уровне знаний предположение об их принципиальной возможности не следует считать чистой фантазией. В самое последнее время зародилась новая наука — бионика. Одной из ее задач является изучение органов чувств человека и животных, чтобы понять, как они устроены, и создать по их подобию искусственные органы чувств. У большинства животных зрение является основным чувством, и ему, естественно, уделяется особое внимание. Можно не сомневаться, что эта наука сумеет сделать новые очень интересные и важные открытия.