271.
Если, например, мы посмотрим на белый квадрат рядом с синим на черном фоне, призматические оттенки противоположных краев белого, который здесь занимает место красного в предыдущем эксперименте, проявятся во всей своей силе. Красный край простирается выше уровня синего почти в большей степени, чем это было в случае с самим красным квадратом в предыдущем эксперименте. Нижний синий край, опять же, виден во всей своей силе рядом с белым, в то время как, с другой стороны, его невозможно различить рядом с синим квадратом. Фиолетовая кайма снизу также гораздо более заметна на белом, чем на синем.
272.
Если наблюдатель теперь сравнит эти двойные квадраты, тщательно подготовленные и расположенные один над другим — красный с белым, два синих квадрата вместе, синий с красным, синий с белым, — он ясно увидит отношения этих поверхностей к их цветным краям и каймам.
273.
Эффект краев и их отношения к цветным поверхностям кажутся еще более поразительными, если мы посмотрим на цветные квадраты и черный квадрат на белом фоне; ибо в этом случае упомянутая выше иллюзия полностью исчезает, и эффект краев так же виден, как и в любом другом случае, который попадал под наше наблюдение. Пусть синий и красный квадраты будут сначала рассмотрены через призму. В обоих случаях синий край теперь появляется сверху; этот край, однородный с синей поверхностью, соединяется с ней и, по-видимому, удлиняет ее вверх, только синий край из-за своей светлости несколько слишком отчетлив в своей верхней части; фиолетовая кайма под ним также достаточно очевидна на синем. Кажущийся синий край, с другой стороны, неоднороден с красным квадратом; он нейтрализуется контрастом и едва виден; тем временем фиолетовая кайма, соединяясь с реальным красным, создает оттенок, напоминающий цвет персикового цвета.
274.
Если таким образом, вследствие вышеуказанных причин, верхние контуры этих квадратов не кажутся расположенными на одном уровне друг с другом, то соответствие нижних контуров тем более заметно; ибо поскольку оба цвета, красный и синий, являются темными по сравнению с белым (как в предыдущем случае они были светлыми по сравнению с черным), красный край с его желтой каймой появляется очень отчетливо под обоими. Он проявляется под теплой красной поверхностью во всей своей силе, а под темно-синей — почти так же, как он появляется под черным: что можно увидеть, если сравнить края и каймы фигур, расположенных одна над другой на белом фоне.
275.
Чтобы представить эти эксперименты с наибольшим разнообразием и ясностью, квадраты различных цветов расположены так, что граница черного и белого проходит через них вертикально. Согласно известным нам законам, особенно в их применении к цветным объектам, мы обнаружим, что квадраты, как обычно, дважды окрашены на каждом краю; каждый квадрат будет казаться расщепленным надвое и удлиненным вверх или вниз. Мы можем здесь вспомнить эксперимент с серой фигурой, видимой таким же образом на линии раздела между черным и белым (257).
276.
Явление было ранее продемонстрировано, вплоть до иллюзии, на примере красного и синего квадрата на черном фоне; в настоящем эксперименте удлинение вверх и вниз двух по-разному окрашенных фигур очевидно в двух половинах одной и той же фигуры одного и того же цвета. Таким образом, мы все еще отсылаемся к цветным краям и каймам, а также к эффектам их однородных и неоднородных отношений по отношению к реальным цветам объектов.
277.
Я оставляю наблюдателям самим сравнить различные градации цветных квадратов, расположенных наполовину на черном, наполовину на белом, лишь обращая их внимание на кажущееся изменение, которое происходит в противоположных направлениях; ибо красный и желтый кажутся удлиненными вверх, если они на черном фоне, и вниз, если на белом; синий — вниз, если на черном фоне, и вверх, если на белом. Все это, однако, вполне согласуется с подробно изложенными выше примерами.
278.
Пусть наблюдатель теперь повернет фигуры так, чтобы вышеупомянутые квадраты, расположенные на линии раздела между черным и белым, находились в горизонтальном ряду; черный сверху, белый снизу. Глядя на эти квадраты через призму, он заметит, что красный квадрат выигрывает от добавления двух красных краев; при более внимательном рассмотрении он заметит желтую кайму на красной фигуре, а нижняя желтая кайма на белом будет совершенно очевидна.
279.
Верхний красный край на синем квадрате, с другой стороны, едва виден; желтая кайма рядом с ним создает тускло-зеленый цвет, смешиваясь с фигурой; нижний красный край и желтая кайма отображаются в ярких цветах.
280.
После того как мы заметили, что красная фигура в этих случаях, по-видимому, выигрывает от добавления с обеих сторон, в то время как темно-синяя, по крайней мере с одной стороны, что-то теряет, мы увидим обратный эффект, если перевернем те же фигуры вверх ногами, так чтобы белый фон был сверху, а черный снизу.
281.
Ибо, поскольку однородные края и каймы теперь появляются над и под синим квадратом, он кажется удлиненным, а часть самой поверхности кажется даже более ярко окрашенной: только при внимательном наблюдении мы можем отличить края и каймы от цвета самой фигуры.
282.
Желтый и красный квадраты, с другой стороны, сравнительно уменьшаются из-за неоднородных краев в этом положении фигур, и их цвета в некоторой степени искажаются. Синий край в обоих почти невидим. Фиолетовая кайма выглядит как красивый персиковый оттенок на красном, как очень бледный цвет того же рода на желтом; оба нижних края зеленые; тусклые на красном, яркие на желтом; фиолетовая кайма едва заметна под красным, но более заметна под желтым.
283.
Каждый исследователь должен поставить себе целью быть досконально знакомым со всеми приведенными здесь явлениями и не считать утомительным прослеживать одно явление через столько модифицирующих обстоятельств. Эти эксперименты, правда, могут быть умножены до бесконечности с помощью по-разному окрашенных фигур на по-разному окрашенных фонах и между ними. При всех таких обстоятельствах, однако, каждому внимательному наблюдателю будет очевидно, что цветные квадраты кажутся лишь относительно измененными, или удлиненными, или уменьшенными призмой, потому что добавление однородных или неоднородных краев создает иллюзию. Исследователь теперь сможет избавиться от этой иллюзии, если у него хватит терпения пройти через эксперименты один за другим, постоянно сравнивая эффекты друг с другом и убеждаясь в их соответствии.
Эксперименты с цветными объектами могли быть придуманы различными способами: почему они были представлены именно в вышеуказанном виде и с такой тщательностью, будет видно далее. Явления, хотя ранее и не были неизвестны, были сильно неверно истолкованы; и необходимо было тщательно исследовать их, чтобы сделать некоторые части нашего предполагаемого исторического обзора более ясными.
284.
В заключение мы упомянем приспособление, с помощью которого наши научные читатели смогут видеть эти явления отчетливо в одном поле зрения и даже во всем их великолепии. Вырежьте в куске картона пять совершенно одинаковых квадратных отверстий размером около дюйма, рядом друг с другом, точно на горизонтальной линии: за этими отверстиями поместите пять цветных стекол в естественном порядке: оранжевое, желтое, зеленое, синее, фиолетовое. Пусть серия, таким образом настроенная, будет закреплена в отверстии камеры-обскуры, чтобы яркое небо было видно через квадраты или чтобы солнце светило на них; таким образом они будут казаться очень сильно окрашенными. Пусть теперь зритель рассмотрит их через призму и понаблюдает за явлениями, уже знакомыми по предыдущим экспериментам с цветными объектами, а именно: частично помогающими, частично нейтрализующими эффектами краев и кайм и последующим кажущимся удлинением или уменьшением цветных квадратов по отношению к горизонтальной линии. Результаты, наблюдаемые зрителем в этом случае, полностью соответствуют результатам в случаях, проанализированных ранее; поэтому мы не будем рассматривать их снова подробно, тем более что у нас будет много поводов вернуться к этой теме в дальнейшем. — Примечание P.
[1] Таблица 3, рис. 1. Автор всегда рекомендует проводить эксперименты в увеличенном масштабе, чтобы отчетливо видеть призматические эффекты.
[2] Ни описание аппарата, ни рекапитуляция всей теории, на которую так часто ссылается автор, никогда не были даны. — Т.
[3] Таблица 3, рис. 1.
[4] Серый квадрат представлен на той же таблице, рис. 1, над цветными квадратами.
XIX. АХРОМАТИЗМ И ГИПЕРХРОМАТИЗМ. 285.
Раньше, когда многое из того, что является регулярным и постоянным в природе, считалось лишь аберрацией и случайностью, цветам, возникающим от преломления, уделялось мало внимания, и они рассматривались как явление, объяснимое особыми местными обстоятельствами.
286.
Но после того как было принято, что это появление цвета сопровождает преломление во все времена, было естественно, что его стали считать тесно и исключительно связанным с этим явлением; при этом бытовало убеждение, что мера цветного явления пропорциональна мере преломления и что они должны продвигаться pari passu (в ногу) друг с другом.
287.
Если, опять же, философы приписывали явление более сильного или более слабого преломления, пусть и не полностью, но в некоторой степени, различной плотности среды (поскольку более чистый атмосферный воздух, воздух, насыщенный парами, вода, стекло, в зависимости от их возрастающей плотности, увеличивают так называемое преломление или смещение объекта), то они едва ли могли сомневаться в том, что появление цвета должно увеличиваться в той же пропорции; и поэтому принимали как должное при комбинировании различных сред, которые должны были противодействовать преломлению, что до тех пор, пока существует преломление, должно иметь место появление цвета, и что как только цвет исчезает, преломление также должно прекратиться.
288.
Впоследствии, однако, было обнаружено, что это отношение, которое, как предполагалось, должно соответствовать, на самом деле было различным; что две среды могут преломлять объект с равной силой и все же создавать очень разные цветные края.
289.
Было обнаружено, что в дополнение к физическому принципу, которому приписывалось преломление, следует учитывать и химический. Мы предлагаем продолжить эту тему в дальнейшем, в химическом разделе нашего исследования, и нам предстоит описать подробности этого важного открытия в нашей истории учения о цветах. Того, что следует, может быть достаточно для настоящего времени.
290.
В средах с одинаковой или почти одинаковой преломляющей способностью мы находим примечательное обстоятельство, что большее или меньшее появление цвета может быть вызвано химической обработкой; больший эффект обусловлен, а именно, кислотами, меньший — щелочами. Если металлические оксиды вводятся в общую массу стекла, цветное появление через такие стекла значительно увеличивается без какого-либо заметного изменения преломляющей способности. То, что меньший эффект, опять же, вызывается щелочами, можно легко предположить.
291.
Те виды стекла, которые были впервые использованы после открытия, называются флинтгласом и кронгласом; первое создает более сильное, второе — более слабое появление цвета.
292.
Мы будем использовать оба эти наименования как технические термины в нашем настоящем изложении и предположим, что преломляющая способность обоих одинакова, но что флинтглас создает цветное появление на одну треть сильнее, чем кронглас. Диаграмма (Таблица 3, рис. 2) может послужить иллюстрацией.
293.
Черная поверхность здесь разделена на отсеки для более удобной демонстрации: пусть зритель представит пять белых квадратов между параллельными линиями a, b и c, d. Квадрат № 1 представлен невооруженному глазу, не сдвинутым со своего места.
294.
Но пусть квадрат № 2, видимый через призму из кронгласа g, будет, как предполагается, смещен преломлением на три отсека, демонстрируя цветные края в определенной степени; опять же, пусть квадрат № 3, видимый через призму из флинтгласа h, таким же образом будет перемещен вниз на три отсека, когда он продемонстрирует цветные края примерно на треть шире, чем № 2.
295.
Опять же, предположим, что квадрат № 4, подобно № 2, был перемещен вниз на три отсека призмой из кронгласа, а затем противоположно расположенной призмой h из флинтгласа был снова поднят в свое прежнее положение, где он теперь и стоит.
296.
Здесь, правда, преломление устраняется противопоставлением двух призм; но поскольку призма h, смещая квадрат преломлением на три отсека, создает цветные края на треть шире, чем те, что созданы призмой g, то, несмотря на то, что преломление нейтрализовано, должен остаться избыток цветного края. (Положение этого цвета, как обычно, зависит от направления кажущегося движения (204), сообщенного квадрату призмой h, и, следовательно, оно противоположно появлению в двух квадратах 2 и 3, которые были перемещены в противоположном направлении.) Этот избыток цвета мы назвали гиперхроматизмом, и из него можно непосредственно прийти к ахроматическому состоянию.
297.
Ибо, предполагая, что именно квадрат № 5 был удален на три отсека от своего первого предполагаемого места, подобно № 2, призмой из кронгласа g, было бы необходимо только уменьшить угол призмы из флинтгласа h и соединить ее, перевернув, с призмой g, чтобы поднять квадрат № 5 на два градуса или отсека; посредством чего гиперхроматизм первого случая прекратился бы, фигура не совсем вернулась бы в свое первое положение, и все же была бы уже бесцветной. Продолженные линии соединенных призм под № 5 показывают, что остается одна полная призма: опять же, нам нужно только предположить линии изогнутыми, и перед нами предстает объектив. Таков принцип ахроматических телескопов.
298.
Для этих экспериментов чрезвычайно хорошо подходит небольшая призма, состоящая из трех различных призм, как их изготавливают в Англии. Следует надеяться, что наши собственные оптики в будущем позволят каждому другу науки обеспечить себя этим необходимым инструментом.
XX. ПРЕИМУЩЕСТВА СУБЪЕКТИВНЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ. — ПЕРЕХОД К ОБЪЕКТИВНЫМ. 299.
Мы представили явления цвета, как они проявляются при преломлении, сначала посредством субъективных экспериментов; и мы пришли к определенному результату, что смогли вывести рассматриваемые явления из учения о полупрозрачных средах и двойных изображениях.
300.
В утверждениях, которые имеют отношение к природе, все зависит от визуального осмотра, и эти эксперименты тем более удовлетворительны, что их можно легко и удобно проводить. Каждый любитель может приобрести свой аппарат без особых хлопот и затрат, и если он является сносным мастером в картонных конструкциях, он может даже подготовить большую часть своего оборудования самостоятельно. Несколько плоских поверхностей, на которых черные, белые, серые и цветные объекты могут быть представлены попеременно на светлом и темном фоне, — это все, что необходимо. Зритель устанавливает их перед собой, удобно рассматривает явления на краю фигур и столько, сколько ему угодно; он отходит на большее расстояние, снова приближается и точно наблюдает прогрессирующие состояния явлений.
301.
Помимо этого, явления можно наблюдать с достаточной точностью через небольшие призмы, которые не обязательно должны быть из чистейшего стекла. Другие желательные требования к этим стеклянным инструментам, однако, будут указаны в разделе, который рассматривает аппарат. [1]
302.
Большим преимуществом в этих экспериментах, опять же, является то, что их можно проводить в любое время дня в любой комнате, какой бы аспект она ни имела. Нам не нужно ждать солнечного света, который в целом не очень благоприятен для северных наблюдателей.
[1] Это описание аппарата никогда не было дано.
ОБЪЕКТИВНЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ. 303.
Объективные эксперименты, напротив, обязательно требуют солнечного света, который, даже когда он доступен, не всегда может иметь наиболее желательное отношение к аппарату, помещенному напротив него. Иногда солнце слишком высоко, иногда слишком низко, и притом лишь короткое время находится в меридиане наиболее удачно расположенной комнаты. Оно меняет свое направление во время наблюдения, наблюдатель вынужден менять свое собственное положение и положение своего аппарата, вследствие чего эксперименты во многих случаях становятся неопределенными. Если солнце светит через призму, оно выявляет все неровности, линии и пузырьки в стекле, и таким образом явление становится запутанным, тусклым и обесцвеченным.
304.
Тем не менее, оба вида экспериментов должны быть исследованы с одинаковой точностью. Они кажутся противоположными друг другу, и все же всегда параллельны. То, что показывает один порядок экспериментов, показывает и другой, и все же каждый имеет свои специфические возможности, посредством которых определенные эффекты природы становятся известными нам более чем одним способом.
305.
Во-вторых, существуют важные явления, которые могут быть продемонстрированы объединением субъективных и объективных экспериментов. Последние эксперименты, опять же, имеют то преимущество, что мы можем в большинстве случаев представить их с помощью диаграмм и показать компонентные отношения явлений. Поэтому, приступая к описанию объективных экспериментов, мы расположим их так, чтобы они всегда соответствовали аналогичным субъективным примерам; по этой причине мы также добавляем к номеру каждого параграфа номер предыдущего соответствующего. Но мы начинаем с общего замечания, что читатель должен обращаться к таблицам, что научный исследователь должен быть знаком с аппаратом, чтобы двойные явления в том или ином режиме могли быть представлены перед ними.
XXI. ПРЕЛОМЛЕНИЕ БЕЗ ПОЯВЛЕНИЯ ЦВЕТА. 306 (195, 196).
То, что преломление может проявлять свои эффекты, не вызывая появления цвета, не может быть продемонстрировано так же совершенно в объективных, как в субъективных экспериментах. У нас есть, правда, неограниченные пространства, на которые мы можем смотреть через призму, и таким образом убедиться, что никакой цвет не появляется там, где нет границы; но у нас нет неограниченного источника света, который мы могли бы заставить действовать через призму. Наш свет приходит к нам от ограниченных тел; и солнце, которое главным образом производит наши призматические явления, само по себе является лишь небольшим, ограниченным светящимся объектом.