Александр Беляев - Чудесное око

— Вы забыли упомянуть об одном важном применении фотоэлементов — в телевидении, — сказал Харичкин.

Ларичкин толкнул его в бок, однако было уже поздно. Филинов оживился и заговорил:

— Да, в телевидении. Сейчас я вам поясню, какую роль играет фотоэлемент в телевидении.

— Мы знаем, — ответил Ларичкин.

— Знаете? — налетел на него Филинов. — А я, грешный, не до конца знаю. И хочу понять, объясняя вам.

Это был его метод: «изучать, обучая». О Филинове рассказывали, будто бы он однажды жаловался: «Какие тупые у меня ученики! Раз объяснишь — не понимают, два объяснишь — не понимают. Наконец, сам начинаешь понимать, а они всё ещё не понимают». И он любил объяснять «давно известное», уверяя, что в этих объяснениях всегда и сам себе уясняешь что-нибудь такое, что казалось непонятным и что неожиданно поймёшь глубже и лучше.

— Я знаю, — сердился Филинов, — так могут говорить только ребятишки вроде вас. Кое-что мы, конечно, знаем, однако в области радио, как и в иных областях, нам ещё многое не известно. Разве нам известны полностью особенности слоя Хевисайда? Разве мы в состоянии объяснить, почему радиопередатчик плохой домашней малосильной радиостанции достигает иногда такого дальнего приёма и передачи, каких не всегда достигнешь на мощных станциях? Мы часто блуждаем в потёмках. Если бы мы уже «всё знали», это было бы ужасно. Молодёжи на долю осталась бы одна зубрёжка. К счастью, для пытливого, изобретательного ума остаётся непочатый край работы. И для вас в том числе, мои седоватые ученики и помощники! — добавил он задиристо. — Тот, кто больше всех знает, скромнее всех.

Кстати, о фотоэлементах и телевидении. Без фотоэлементов, конечно, невозможно было бы и телевидение. Оно и сейчас ещё несовершенно. И потому, прежде чем идти вперёд, «повторим пройденное». Я скажу только о принципах.

Ларичкин вздохнул с облегчением.

— Из вашего «путешествия» мы узнали, что свет можно превратить в электрический ток. И наоборот: люди научились электрический ток преобразовывать в свет. На этих двух фактах и зиждется всё телевидение. Вот пучок света определённой яркости. Я пропускаю его в фотоэлемент. Свет возбуждает ток соответствующей силы. Я передаю этот ток по проводам или без проводов. В месте приёма я превращаю электрический ток вновь в свет. И на экране приёмного аппарата появляется световое пятно точь-в-точь такое же, как если бы луч света от своего источника падал непосредственно на наш экран, не подвергаясь преобразованию и передаче…

— Не точь-в-точь, — поправил Ларичкин. Он был зол на эту лекцию о вещах, давно известных. — Луч света кое-что теряет в силе. Кроме того…

— Ну, конечно, — согласился Филинов, — при всякой передаче энергии приходится иметь дело с потерями. И наша цель — свести их к минимуму. Но вы не перебивайте меня. Ведь я поставил задачу уяснить себе… то есть вам, основное. — И он продолжал: — Таким образом, луч света может быть передан в другое место с помощью электричества. Казалось бы, что и передача изображений по радио нетрудна. Поставь человека лицом к фотоэлементу, освети посильнее лицо, и свет, отражённый от обличья, попадёт в фотоэлемент, возбудит ток, ток поступит в иное место, там он превратится в свет — и вот перед вами на экране изображение человека. А на самом деле что мы имеем? Не изображение лица, а световое пятно, не более. Почему? Уже и на этот, казалось бы, простой вопрос не так легко ответить. Тут нам придётся подумать о том, как мы вообще видим, как устроено наше зрение.

Почему мы видим? И при каких условиях? Мы видим предметы только потому, что на них есть светотени. Во тьме всё укрыто абсолютной «тенью», всё черно, и мы не видим. Однако и при ярком свете мы также ничего не видели бы, если бы исчезли тени. Всё ослепительно блестело бы, слепило бы глаза. И только. Иногда неопытные фотографы усаживают фотографируемого против сильного источника света. Тени почти исчезают, и на карточке вместо лица получается «блин». Черты лица почти невозможно различить. А света ведь было больше, чем надо! Если бы у нас, как и на Луне, не было атмосферы, то все предметы, стоящие в тени, абсолютно исчезли бы из поля нашего зрения, а предмет, освещённый наполовину, казался бы нам разрезанной надвое фотографией. Наше зрение приспособлено к земным условиям, где благодаря атмосфере мы располагаем неисчислимым множеством теней и полутеней. Возьмём лицо человека, освещённое сбоку. Мы видим это лицо. Однако в действительности мы видим огромное количество различно освещённых точек — и не потому только, что точки освещены неравномерно, а ещё и потому, что лицо неодинаково поглощает и отражает лучи света.

Луч, упавший на чёрную, словно сажей нарисованную бровь, почти целиком поглощается, а бледная щека отразит свет полностью. Но и на этой щеке будет немало отдельных точек, которые неодинаково отразят свет. Каждая точка лица посылает в наш глаз отдельный луч, и лучи эти разной силы. Кое-какие точки и совсем не посылают лучей. Все лучи сходятся в нашем глазном «объективе» — зрачке, а затем, преломившись, вновь расходятся, — точь-в-точь как в объективе фотоаппарата! Но отображение возникает не на «матовой пластинке», а на глазной сетчатке. Последняя состоит из огромного числа отдельных колбочек, и каждая колбочка имеет свой «провод» — нерв, передающий изображение в мозг. Посмотрите в микроскоп на глаз мухи. Там это отчётливее видно. Глаз мухи подобен сотам. Это не один, а сотни шестигранных глазков. И на каждый из них попадает лишь один луч — сильный или слабый. Наша сетчатка представляет собой нечто вроде доски для мозаики с готовыми ямочками, в которые можно вставлять камешки первого попавшегося цвета. Совокупность этих «разноцветных», вернее разносветных, камешков и создаёт общую картину, будь это лицо или какой-либо иной предмет.

А фотоэлемент не имеет «сетчатки». Фотоэлемент — это только одна колбочка нашей сетчатки, это только одна ячейка глаза мухи. Если бы муха могла закрыть все ячейки своего глаза, кроме одной, то в эту ячейку попадала бы или одна световая точка, или среднее арифметическое всех лучей. И муха видела бы лишь одно пятно. Вот такое же среднее арифметическое всех лучей получает и фотоэлемент от освещённого лица человека. И отражает он только одно пятно.

Но как же в таком случае передать изображение лица? Человеческий глаз не переделаешь, а фотоэлемент, если на него падают все лучи, отражённые лицом человека, может передавать только световое пятно. Невозможно! Но отдельные точки на лице, резко освещённые, передать можно. Если прикрыть освещённое лицо экраном и в экране сделать небольшую дырочку, которая, скажем, пропускает световой луч только от одной точки лица, то этот луч, не смешиваясь с другими, попадает на фотоэлемент и вызывает соответствующий ток, который можно передать и вновь превратить в точку света. Если мы эту дырочку в экране поместим против ярко освещённой точки на носу, то яркий луч вызовет и ток соответствующей силы, а значит, и на принимающем экране вспыхнет более яркая точка. Если же дырочка окажется против затенённой точки лица, то и на экране она отразится более тёмным пятном.