Техника - молодёжи 1969-08, страница 5

световых квантов разной энергии на сетчатку происходит нечто отдаленно похожее. Лучи одного цвета вызывают фотохимическую реакцию, а к лучам другого вещество сетчатки остается равнодушным. Если считать, что фотопигмент колбочек чувствителен к энергии квантов, то механизм хроматического зрения несколько проясняется.

Правда, возникает одна трудность. Глаз различает до тысячи цветовых оттенков. Значит, нужна тысяча типов колбочек. А между тем физиологи до сих пор не находят сколько-нибудь существенных различий между ними.

На помощь приходит открытие многовековой давности: практически любой цвет можно получить смешением в разных пропорциях трех основных тонов — синего, зеленого и красного. Поэтому достаточно лишь трех типов колбочек, чтобы в мозгу восстановилось все красочное богатство мира. Эта идея, выдвинутая в прошлом веке Гельмгольцем и Юн-гом, — фундамент классической трехкомпонентной теории цветового зрения. Ныне полиграфия, фотография, телевидение опираются именно на эту теорию.

Подтверждение рядом: цветная вкладка к нашей статье отпечатана наложением друг на друга трех изображений в основных цветах. Но если созданные человеком механизмы магией троичности делают то же, что и глаз, почему бы не перенести принцип их действия из техники в физиологию и психологию зрения?

Предположение вроде бы логичное, да вот беда: устройства, работающие на основе смешения трех цветов, не способны ко многому из того, что доступно глазу человеческому.

КРУШЕНИЕ ЭЛЕГАНТНОЙ ГИПОТЕЗЫ

С ксжите, какого цвета лист лопуха в солнечный день?

Что за странный вопрос? Конечно, зеленый. Ну, а когда на небо набегут тучи? Тоже зеленый. А в тени красного забора? Опять-таки зеленый?

Но ведь цвет предмета — это длина отраженных им световых волн. Лист лопуха отражает лучи в диапазоне 500— 600 миллимикрон, а остальные поглощает. При солнечном свете это дает зеленый цвет. Если же дать голубое освещение, то по законам смешения цветов лист станет голубова-то-зеленым. Именно таков лопух при облачном небе. А в тени красного забора он коричневато-серый. В комнате при свете лампы накаливания желтовато-зеленый. Проверим «истинный» цвет листьев спектрофотометром и убедимся — так оно и есть.

Но мы видим лист зеленым всегда! А белый кусок бумаги мы видим белым и при солнечном свете, и в тени, когда он фактически голубой, и вечером при свете лампы, когда он желтый.

Фотолюбители знают, что бумага остается белой и в красном свете фонаря.

Итак, наш мозг умеет видеть не тот цвет, который отражен предметом, а тот, который был бы у него при нормальном, то есть солнечном, освещении. И это не под силу ни одному техническому устройству! Поневоле задумаешься, что в трехкомпонентной теории зрения не все благополучно. Как часто бывает, такого рода сомнения возникли не из общих соображений (убедительные доводы обычно изобретают задним числом).

Все началось с маленькой неувязки в результатах эксперимента.

Уже сто лет ученым известен эффект Бэнхема. До последнего времени он привлекал к себе мало внимания. Суть эффекта вот в чем. Возьмем круг, разделим его пополам по

диаметру. Одну половину закрасим в черный цвет а другую — в белый. Затем начнем вращать круг. Сначала, пока вращение медленно, перед глазами мелькают то белая, то черная половинки. На большой скорости все сливается а сплошное серое пятно. Но вот где-то на границе между этими двумя скоростями, в районе 8—12 оборотов в секунду (для разных людей по-разному), происходит нечто неожиданное и удивительное. Круг расцветает калейдоскопической многоцветной мозаикой! Как будто раздробили радугу и швырнули ее причудливые осколки иа вертящуюся карусель.

Немного изменяем опыт. На светлой половине круга по спирали наносим двойные черные отрезки дуг, как показано на цветной вкладке. Запустим круг. На той же скорости — назовем ее подкритической — опять поджидает нас неожиданность. Радужная мозаика не возникает. Но зато черные полосы вдруг делаются цветными, причем в строгом порядке. Наружная пара — красной, средняя — зеленой, внутренняя — синей.

Одно из объяснений этому эффекту дал французский психолог Пьерон. Он ссылался на «инерцию зрения», неодинаковую для разных цветов. Меньше всего она для красного цвета, больше всего для синего. Значит, когда при вращении круга перед нами белый участок, на глаз действуют все цвета (ведь белый тон — это их смешение). Но из-за различной инерции цветоощущений мозг сначала «чувствует» красный, позже — зеленый и т. д. Короче — происходит просто разложение белого цвета, как в призме. Объяснение красивое, убедительное. Его приняли. И эффект перестал будоражить ученых своей необычностью.

Но вот в лаборатории нашего института доцент В. Ивашкин заинтересовался инерцией цветного зрения и начал ее измерять. А измерив, сделал то, чего не сделал Пьерон, — сравнил инерцию зрения для разных цветов со скоростью вращения круга. И тут-то выплыла неувязка. Время не совпадало. Да еще как — на целый порядок!

Пожалуй, все дело в чередовании неодинаковых светлот иа подкритической частоте (критическая — это когда все сливается). Если так, то вовсе не нужно, чтобы поля были непременно черно-белыми. Достаточно каких-то различий по светлоте. И вот первый эксперимент. Все тот же круг, но одна его половина красная. Другая по-прежнему черная. Мы сгрудились вокруг молчащего моторчика. Диск надет. Включаем ток, медленно сбрасываем сопротивление на реостате. Диск вертится быстрее быстрее... Три оборота в секунду, пять, восемь, десять... Есть! Сквозь черноту полосок начинают проступать цвета. И вот уже красные, зеленые, синие кольца опоясывают диск.

До свиданья, Пьерон, и прощай его элегантная гипотеза! Красный цвет — не белый, из него не «вытащишь» зеленого и синего. Нет этих волн в свете, который отражает наш круг. А глаз их видит!

СЛОВО ИМЕЕТ ЧЕРВЬ СОМНЕНИЯ

Но, может быть, где-то ошибка? Сквозь краску просматривается белая подложка? Заменим ее черной. Или мешает коварство дневного освещения? Даем монохроматический свет. Возможно, отсвечивает черная половина круга? Заменим ее тоже красной, но более темной. Жужжит моторчик. Крутятся диски. Опыты снова и снова с тем же результатом. И опять сомнения.

Быть может, мы видим эффект, потому что его ожидаем? Приводим студентов. Еще студентов. Ни слова о том, что бу

V