384.
Я наблюдал очень красивое гало вокруг луны 15 ноября 1799 года, когда барометр стоял высоко; небо было облачным и туманным. Гало было полностью окрашено, и круги были концентрическими вокруг света, как в субъективных гало. В том, что это гало было объективным, я вскоре убедился, закрыв диск луны, когда те же круги, тем не менее, были прекрасно видны.
385.
Различная протяженность гало, по-видимому, имеет отношение к близости или удаленности пара от глаза наблюдателя.
386.
Поскольку оконные стекла, на которые слегка подышали, увеличивают блеск субъективных гало и в некоторой степени придают им объективный характер, так, возможно, с помощью простого приспособления зимой, во время быстро замерзающей температуры, можно было бы прийти к более точному определению этого.
387.
Насколько у нас есть основания при рассмотрении этих кругов настаивать на изображении и его эффектах, видно из явления так называемых двойных солнц. Подобные двойные изображения всегда встречаются в определенных точках гало и кругов и представляют лишь в ограниченной форме то, что происходит более общим образом во всем круге. Все это будет более удобно рассмотрено в связи с появлением радуги. — Примечание Q.
388.
В заключение необходимо лишь указать на сходство между катоптрическими и пароптическими цветами.
Мы называем пароптическими те цвета, которые появляются, когда свет проходит мимо края непрозрачного бесцветного тела. Насколько они близки к диоптрическим цветам второго класса, будет легко увидеть тем, кто убежден вместе с нами, что цвета преломления происходят только на краях объектов. Сходство же между катоптрическими и пароптическими цветами будет очевидно в следующей главе.
XXXII. ПАРОПТИЧЕСКИЕ ЦВЕТА. 389.
Пароптические цвета до сих пор назывались периоптическими, потому что предполагалось, что особый эффект света происходит как бы вокруг объекта, и приписывался определенной гибкости света к объекту и от него.
390.
Эти цвета, в свою очередь, можно разделить на субъективные и объективные, потому что они появляются отчасти вне нас, как бы нарисованные на поверхностях, а отчасти внутри нас, непосредственно на сетчатке. В этой главе нам будет удобнее сначала рассмотреть объективные случаи, поскольку субъективные настолько тесно связаны с другими уже известными нам явлениями, что отделить их едва ли возможно.
391.
Пароптические цвета называются так потому, что для их получения свет должен пройти мимо контура или края. Однако они не всегда появляются в этом случае; для получения эффекта, помимо этого, необходимы очень специфические условия.
392.
Следует также заметить, что и в этом случае свет не действует как абстрактная диффузия (361), солнце светит по направлению к краю. Объем света, изливаемый из изображения солнца, проходит мимо края вещества и вызывает тени. Внутри этих теней мы вскоре обнаружим появление цветов.
393.
Но, прежде всего, мы должны проводить эксперименты и наблюдения, относящиеся к нашему настоящему исследованию, при полном свете. Поэтому мы помещаем наблюдателя на открытом воздухе, прежде чем проводить его к границам темной комнаты.
394.
Человек, идущий на солнечном свету в саду или по любой ровной дорожке, может заметить, что его тень кажется четко очерченной только рядом со ступней, на которую он опирается; дальше от этой точки, особенно вокруг головы, она растворяется в яркой земле. Ибо, поскольку солнечный свет исходит не только из середины солнца, но и действует крест-накрест от двух краев каждого диаметра, происходит объективный параллакс, который создает полутень с обеих сторон объекта.
395.
Если идущий человек поднимает и расставляет пальцы руки, он отчетливо видит в тени каждого пальца расходящееся разделение двух полутеней наружу и уменьшение главной тени внутрь, причем оба являются эффектами перекрестного действия света.
396.
Этот эксперимент можно повторять и варьировать перед гладкой стеной с помощью стержней разной толщины, а затем с помощью шаров; мы всегда будем обнаруживать, что чем дальше объект удален от поверхности стены, тем больше слабая двойная тень распространяется и тем больше сильная главная тень уменьшается, пока, наконец, главная тень не покажется совсем стертой, и даже двойные тени не станут настолько слабыми, что почти исчезнут; на еще большем расстоянии они, по сути, незаметны.
397.
Что это вызвано перекрестным действием света, мы можем легко убедиться; ибо тень заостренного объекта отчетливо обнаруживает две точки. Таким образом, мы никогда не должны упускать из виду тот факт, что в этом случае действует все изображение солнца, создает тени, превращает их в двойные тени и, наконец, стирает их.
398.
Вместо твердых тел возьмем теперь отверстия различных заданных размеров рядом друг с другом и позволим солнцу светить через них на плоскую поверхность на некотором небольшом расстоянии; мы обнаружим, что яркое изображение, созданное солнцем на поверхности, больше, чем отверстие; это происходит потому, что один край солнца светит по направлению к противоположному краю отверстия, в то время как другой край диска исключается с этой стороны. Отсюда яркое изображение слабее освещено к краям.
399.
Если мы возьмем квадратные отверстия любого размера, какого пожелаем, мы обнаружим, что яркое изображение на поверхности в девяти футах от отверстия со всех сторон примерно на дюйм больше отверстия; таким образом, почти соответствуя углу видимого диаметра солнца.
400.
То, что яркость должна постепенно уменьшаться к краям изображения, вполне естественно, ибо в конце концов только минимум света может действовать крест-накрест от окружности солнца через край отверстия.
401.
Таким образом, мы здесь снова видим, насколько у нас есть основания в реальном наблюдении остерегаться предположения о параллельных лучах, пучках и связках лучей и тому подобных гипотетических понятиях.
402.
Мы могли бы скорее рассматривать великолепие солнца или любого света как бесконечное зеркальное умножение ограниченного светящегося изображения, откуда можно объяснить, что все квадратные отверстия, через которые светит солнце, на определенных расстояниях, в зависимости от того, больше или меньше отверстия, должны давать круглое изображение света.
403.
Вышеуказанные эксперименты можно повторять через отверстия различных форм и размеров, и тот же эффект всегда будет происходить на соразмерных расстояниях. Во всех этих случаях, однако, мы все еще можем заметить, что при полном свете и пока солнце просто светит мимо края, никакого цвета не видно.
404.
Поэтому мы переходим к экспериментам с приглушенным светом, который существенен для появления цвета. Пусть в ставне темной комнаты будет сделано небольшое отверстие; пусть перекрестный солнечный свет, который входит, будет принят на поверхность белой бумаги, и мы обнаружим, что чем меньше отверстие, тем тусклее будет световое изображение. Это вполне очевидно, потому что бумага получает свет не от всего солнца, а частично от отдельных точек его диска.
405.
Если мы внимательно посмотрим на это тусклое изображение солнца, мы обнаружим, что оно еще тусклее к контурам, где заметна желтая кайма. Цвет еще более заметен, если перед солнцем проходит пар или прозрачное облако, тем самым приглушая и затемняя его яркость. Гало на стене, эффект уменьшающейся яркости света, помещенного рядом с ней, здесь навязывается нашему воспоминанию. (88.)
406.
Если мы исследуем изображение более точно, мы замечаем, что эта желтая кайма — не единственное проявление цвета; мы можем видеть, кроме того, голубоватый круг, если не даже галоподобное повторение цветной каймы. Если комната совсем темная, мы различаем, что небо рядом с солнцем также имеет свой эффект: мы видим голубое небо, более того, даже весь пейзаж на бумаге, и таким образом снова убеждаемся, что, насколько касается солнца, мы имеем здесь дело только со светящимся изображением.
407.
Если мы возьмем несколько большее квадратное отверстие, настолько большое, что изображение солнца, светящего через него, не становится сразу круглым, мы можем отчетливо наблюдать полутени каждого края или стороны, их соединение в углах и их цвета; точно так же, как в вышеупомянутом явлении с круглым отверстием.
408.
Мы теперь приглушили параллактический свет, заставив его светить через небольшие отверстия, но мы не лишили его параллактического характера; так что он может создавать двойные тени тел, хотя и с уменьшенной силой. Эти двойные тени, которые мы до сих пор описывали, следуют друг за другом в светлых и темных, цветных и бесцветных кругах и производят повторяющиеся, более того, почти бесчисленные гало. Эти эффекты часто изображались на рисунках и гравюрах. Помещая иглы, волосы и другие мелкие тела в приглушенный свет, многочисленные галоподобные двойные тени могут быть увеличены; наблюдаемые таким образом, они приписывались чередующемуся гибкому действию света, и то же предположение использовалось для объяснения стирания центральной тени и появления света на месте темного.
409.
Мы же утверждаем, что это снова параллактические двойные тени, которые появляются окаймленными цветными каймами и гало.
410.
После того как мы увидели и исследовали вышеупомянутые явления, мы можем перейти к экспериментам с лезвиями ножей [1], демонстрирующим эффекты, которые можно отнести к контакту и параллактическому взаимному пересечению полутеней и гало, уже знакомых нам.
411.
Наконец, наблюдатель может продолжить эксперименты с волосами, иглами и проволоками в полусвете, создаваемом, как описано ранее, солнцем, а также в том, что исходит от голубого неба и обозначено на белой бумаге. Он таким образом еще лучше ознакомится с истинной природой этого явления.
412.
Но поскольку в этих экспериментах все зависит от того, убедимся ли мы в параллактическом действии света, мы можем сделать это более очевидным с помощью двух источников света, две тени от которых пересекают друг друга и могут быть полностью разделены. Днем это можно устроить с помощью двух небольших отверстий в ставне; ночью — с помощью двух свечей. Существуют даже случайные эффекты в интерьерах, при открывании и закрывании ставней, с помощью которых мы можем наблюдать эти явления лучше, чем с самым тщательным аппаратом. Но все же все и каждый из них могут быть сведены к эксперименту путем подготовки ящика, в который наблюдатель может смотреть сверху, и постепенного уменьшения отверстий после того, как был заставлен светить двойной свет. В этом случае, как и следовало ожидать, цветная тень, рассматриваемая в рамках физиологических цветов, появляется очень легко.
413.
Необходимо помнить, в общем, то, что было сказано ранее относительно природы двойных теней, полусветов и тому подобного. Эксперименты также следует проводить особенно с различными оттенками серого, помещенными рядом друг с другом, где каждая полоса будет казаться светлой рядом с более темной и темной рядом с более светлой полосой. Если ночью, с тремя или более огнями, мы создаем тени, которые пересекают друг друга последовательно, мы можем наблюдать это явление очень отчетливо, и мы убедимся, что физиологический случай, рассмотренный ранее более полно, здесь принимается в расчет (38).
414.
В какой степени явления, сопровождающие пароптические цвета, могут быть выведены из доктрины приглушенных светов, из полутеней и из физиологической предрасположенности сетчатки, или будем ли мы вынуждены прибегнуть к определенным внутренним качествам света, как это делалось до сих пор, время может показать. Достаточно здесь указать условия, при которых появляются пароптические цвета, и мы можем надеяться, что наше упоминание об их связи с фактами, ранее приведенными нами, не останется незамеченным наблюдателями природы.
415.
Сходство пароптических цветов с диоптрическими второго класса также будет легко увидено и прослежено каждым размышляющим исследователем. Здесь, как и в тех случаях, мы имеем дело с краями или границами; здесь, как и в тех случаях, со светом, который появляется на контуре. Насколько естественно, следовательно, сделать вывод, что пароптические эффекты могут быть усилены, укреплены и обогащены диоптрическими. Поскольку, однако, светящееся изображение фактически светит сквозь среду, мы здесь можем иметь дело только с объективными случаями преломления: именно они строго родственны пароптическим случаям. Субъективные случаи преломления, где мы видим объекты сквозь среду, совершенно отличны от пароптических. Мы уже рекомендовали их из-за их ясности и простоты.
416.
Связь между пароптическими цветами и катоптрическими может быть уже выведена из того, что было сказано: ибо, поскольку катоптрические цвета появляются только на царапинах, точках, стальной проволоке и тонких нитях, это почти тот же случай, как если бы свет светил мимо края. Свет всегда должен отражаться от края, чтобы произвести цвет. Здесь снова, как указывалось ранее, частичное действие светящегося изображения и приглушение света должны быть приняты в расчет.
417.
Мы добавляем лишь несколько наблюдений о субъективных пароптических цветах, потому что их можно отнести отчасти к физиологическим цветам, отчасти к диоптрическим второго порядка. Большая часть едва ли кажется относящейся сюда, но при внимательном рассмотрении они все же распространяют удовлетворительный свет на всю доктрину и устанавливают ее связь.
418.
Если мы держим линейку перед глазами так, чтобы пламя огня только появлялось над ней, мы видим линейку как бы вдавленной и зазубренной в том месте, где появляется свет. Это, по-видимому, выводимо из экспансивной силы света, действующей на сетчатку (18).
419.
То же явление в большом масштабе проявляется при восходе солнца; ибо когда светило появляется отчетливо, но не слишком мощно, так что мы все еще можем смотреть на него, оно всегда делает резкое углубление в горизонте.
420.
Если, когда небо серое, мы приближаемся к окну, так что темный крест оконных рам выделяется на небе; если после фиксации взгляда на горизонтальной перекладине мы наклоняем голову немного вперед; при полузакрывании глаз, когда мы смотрим вверх, мы вскоре заметим ярко-желто-красную кайму под перекладиной и яркую светло-голубую над ней. Чем тусклее и монотоннее серый цвет неба, чем темнее комната и, следовательно, чем менее предварительно возбужден глаз, тем живее будет явление; но оно может быть увидено внимательным наблюдателем даже при ярком дневном свете.
421.
Если мы двигаем голову назад, полузакрывая глаза, так что горизонтальная перекладина видна внизу, явление будет казаться обратным. Верхний край будет казаться желтым, нижний — синим.
422.
Такие наблюдения лучше всего проводить в темной комнате. Если белая бумага расстелена перед отверстием, где обычно крепится солнечный микроскоп, нижний край круга будет казаться синим, верхний — желтым, даже когда глаза совсем открыты или только полузакрыты настолько, что гало больше не появляется вокруг белого. Если голову двигать назад, цвета меняются на обратные.
423.
Эти явления, по-видимому, доказывают, что жидкости глаза на самом деле являются только действительно ахроматическими в центре, где происходит зрение, но что к периферии и при необычных движениях глаз, как при горизонтальном взгляде, когда голова наклонена назад или вперед, сохраняется хроматическая тенденция, особенно когда на такие объекты смотрят отчетливо выделяющимися. Отсюда такие явления можно считать родственными диоптрическим цветам второго класса.
424.
Подобные цвета появляются, если мы смотрим на черные и белые объекты через булавочное отверстие в карточке. Вместо белого объекта мы можем взять крошечное световое отверстие в жестяной пластине камеры-обскуры, как подготовлено для пароптических экспериментов.
425.
Если мы смотрим через трубку, дальний конец которой сужен или разнообразно зазубрен, появляются те же цвета.
426.
Следующие явления кажутся мне более близкими к пароптическим проявлениям. Если мы держим иглу близко к глазу, точка кажется двойной. Особенно примечательный эффект, опять же, создается, если мы смотрим на серое небо через лезвия ножей, подготовленные для пароптических экспериментов. Мы как бы смотрим сквозь марлю; множество нитей предстает перед глазом; это, по сути, лишь повторенные изображения острых краев, каждый из которых последовательно модифицируется следующим, или, возможно, модифицируется в параллактическом смысле противоположно действующим, причем вся масса таким образом изменяется до нитевидного вида.
427.
Наконец, следует заметить, что если мы смотрим сквозь лезвия на крошечный свет в оконной ставне, цветные полосы и гало появляются на сетчатке, как на бумаге.
428.
Настоящую главу можно здесь завершить, тем менее неохотно, что друг взял на себя обязательство исследовать этот предмет с помощью дальнейших экспериментов. В нашей рекапитуляции, в описании пластин и аппаратов мы надеемся в дальнейшем дать отчет о его наблюдениях. [2]
[1] См. «Оптику» Ньютона, книга III.
[2] Упомянутые здесь наблюдения так и не были опубликованы.
XXXIII. ЭПОПТИЧЕСКИЕ ЦВЕТА. 429.
Мы до сих пор имели дело с цветами, которые появляются с живостью, но которые немедленно исчезают снова, когда прекращаются определенные условия. Теперь нам предстоит познакомиться с другими, которые, правда, все еще должны рассматриваться как преходящие, но которые при определенных обстоятельствах становятся настолько фиксированными, что даже после того, как условия, вызвавшие их появление, прекращаются, они все еще остаются и таким образом составляют связь между физическими и химическими цветами.
430.
Они появляются по разным причинам на поверхности бесцветного тела, изначально, без сообщения, окрашивания или погружения (βαφή); и мы теперь переходим к их прослеживанию, от их слабейшего указания до их наиболее постоянного состояния, через различные условия их появления, которые для более легкого обзора мы здесь сразу кратко излагаем.
431.
Первое условие. — Контакт двух гладких поверхностей твердых прозрачных тел.
Первый случай: если массы или пластины стекла, или если линзы прижимаются друг к другу.
Второй случай: если трещина происходит в твердой массе стекла, кристалла или льда.
Третий случай: если пластинки прозрачных камней отделяются.
Второе условие. — Если на поверхность стекла или полированного камня подышали.
Третье условие. — Сочетание двух последних; сначала дыхание на стекло, затем помещение другой пластины стекла на него, тем самым возбуждая цвета давлением; затем удаление верхнего стекла, после чего цвета начинают бледнеть и исчезать вместе с дыханием.