Помоги проекту - поделись книгой:
Я утверждаю, что дух восхищения, который вел Блэйка к христианскому мистицизму, Китса к аркадскому мифу, а Йейтса к Фениям и феям, является тем же самым духом, который движет большими учеными; духом, который, если вернуться к поэтам в научном облике, мог бы вдохновить еще большую поэзию. В подтверждение я привожу менее возвышенный жанр научной фантастики. Жюль Верн, Г. Дж. Уэллс, Олаф Стэплдон, Роберт Хайнлайн, Айзек Азимов, Артур Ч. Кларк, Рэй Бредбери и другие использовали поэзию и прозу, чтобы пробудить романтику научных тем, в некоторых случаях явно связывая их с древними мифами. Лучшая научная фантастика кажется мне самостоятельной важной литературной формой, снобистски недооцененной некоторыми знатоками литературы. Несколько уважаемых ученых познакомились с тем, что я называю духом чуда, благодаря прежнему увлечению научной фантастикой.
На нижнем краю рынка научной фантастики тем же самым духом злоупотребляли в пользу более темных целей, но мост к мистической и романтической поэзии все еще можно усмотреть. Как минимум одна основная религия, саентология, была основана автором научной фантастики, Л. Роном Хаббардом (чья статья в «Оксфордском словаре цитат» гласит: «Если Вы действительно хотите заработать миллион… самый быстрый способ — это основать Вашу собственную религию»). Ныне мертвые последователи культа «Врата Рая», вероятно, вовсе не знали, что это словосочетание появляется дважды у Шекспира и дважды у Китса, но они знали все о «Звездном пути» и были им одержимы. Язык их вебсайта — нелепая карикатура неправильно понятой науки, переплетенная с плохой романтической поэзией.
Культ «Секретных материалов» был оправдан как безопасный, потому что это, в конце концов, всего лишь беллетристика. На первый взгляд, это законное оправдание. Но регулярно повторяющаяся беллетристика — мыльные оперы, полицейские сериалы и т. п. — справедливо критикуются, если, неделя за неделей, они систематически дают одностороннее представление о мире. «Секретные материалы» — телесериал, в котором каждую неделю два агента ФБР сталкиваются с тайной. Одна из них, Скалли, предпочитает рациональное, научное объяснение; другой агент, Малдер, любит объяснения, которое либо являются сверхествественными, либо, по крайней мере, прославляют необъяснимое. Проблема с «Секретными материалами» состоит в том, что регулярно и упорно сверхествественное объяснение, или, по меньшей мере, конец спектра Малдера, обычно оказывается ответом. Говорят, что в последних эпизодах поколебалась уверенность даже скептической агента Скалли, и неудивительно. Но тогда это не это просто безобидная беллетристика? Нет, я думаю, оправдание отдает фальшью. Вообразите телесериал, в котором два полицейских каждую неделю расследуют преступление. Каждую неделю есть один черный подозреваемый и один белый. Один из этих двух детективов всегда предвзят по отношению к черному подозреваемому, другой предубежден к белому. И, неделя за неделей, оказывается, это делает черный подозреваемый. Итак, что же в этом плохого? В конце концов, это всего лишь беллетристика! Какой бы шокирующей она ни была, я полагаю, аналогия совершенно справедлива. Я не говорю, что пропаганда сверхъестественного столь же опасна или противна как расистская пропаганда. Но «Секретные материалы» систематически обеспечивают антирациональное представление о мире, которое, в силу своей постоянной регулярности, коварно.
Другая низкосортная форма научной фантастики сводится к фальшивым мифам в стиле Толкиена. Физики водят компанию с волшебниками, инопланетяне сопровождают принцесс, оседлавших единорогов, космические станции с тысячами иллюминаторов вырисовываются из того же тумана, что и средневековые замки с воронами (или даже птеродактилями), кружащими вокруг их готических башенок. Подлинная или преднамеренно видоизмененная, наука заменена волшебством, что является легким выходом.
Хорошая научная фантастика не имеет никакого отношения к сказочным магическим заклинаниям, а опирается на соблюдение закономерностей в мире. Существует тайна, но вселенная не является ни фривольной, ни склонной к обману в своем непостоянстве. Если Вы кладете кирпич на стол, он остается там, если его ничто не двигает, даже если Вы забыли, что он там. Полтергейсты и эльфы не вмешиваются и не швыряют его ради озорства или каприза. Научная фантастика может подправлять законы природы, продуманно и желательно по одному закону за раз, но она не может отменить само подчинение законам и оставаться хорошей научной фантастикой. Выдуманные компьютеры могут стать осознанно злыми или даже, в мастерской научной комедии Дугласа Адамса, параноидальными; космические корабли могут лететь со сверхсветовой скоростью к отдаленным галактикам, используя некоторые предполагаемые технологии будущего, но в основном соблюдается научное приличие. Наука допускает тайну, но не волшебство; причудливость сверх дикого воображения, но никаких заклинаний или чар, никаких дешевых и легких чудес. Плохая научная фантастика утрачивает свой контроль над умеренным подчинением законам и заменяет на «вседозволенное» распутство волшебства. Худшая из худших научных фантастик идет рука об руку с «паронормальным», другим, ленивым внебрачным ребенком ощущения чуда, которое должно побуждать истинную науку. Популярность этого вида псевдонауки, по крайней мере, кажется, предполагает, что ощущение чуда является широко распространенным и глубоким, насколько бы неуместно оно не было приложено. В этом единственное утешение, которое я могу найти в одержимости СМИ паранормальными явлениями на рубеже тысячелетий; с чрезвычайно успешными «Секретными материалами» и с популярными телешоу, в которых обычные фокусы ложно представлены как нарушение закона природы.
Но давайте вернемся к приятным комплиментам Одена и нашей инверсии их. Почему некоторые ученые чувствуют себя подобно бедным викариям среди литературных герцогов, и почему многие в нашем обществе так их воспринимают? Студенты, адаптирующиеся к науке в моем университете, иногда высказывали мне (с сожалением, поскольку в их когорте сильно давление со стороны других студентов), что их предмет не считается «крутым». Это мне проиллюстрировала умная молодая журналистка, которую я встретил на недавней серии дискуссий телевидения Би-Би-Си. Она казалась почти заинтригованной встречей с ученым, поскольку призналась, что когда жила в Оксфорде, она не была знакома ни с одним. В ее кругу на них смотрели издали как на «серых людей», особенно жалея их за привычку вставать с кровати до обеда. Из всех абсурдных крайностей у них было посещение лекций в 9:00 и затем работа в течение утра в лабораториях. Большой гуманист и гуманный государственный деятель Джавахарлал Неру, как и подобает первому премьер-министру страны, который не может позволить себе бездельничать, имел более реалистическое представление о науке.
Только наука может решить проблемы голода и бедности, антисанитарии и безграмотности, суеверий и ослабления обычаев и традиций, огромных ресурсов, растрачиваемых впустую, или богатой страны, населенной голодными людьми… Кто же может позволить себе игнорировать науку сегодня? На каждом шагу мы должны искать ее помощи. Будущее принадлежит науке и тем, кто дружит с наукой [4]
Однако, уверенность, с которой ученые иногда заявляют, как много мы знаем и как полезна наука иногда может переходить в высокомерие. Выдающийся эмбриолог Льюис Уолперт однажды признал, что наука иногда высокомерна, но он мягко заметил, что у науки есть определенные достижения, чтобы быть высокомерной. Питер Медавар, Карл Саган и Питер Аткинс, все говорили что-то подобное.
Высокомерно или нет, мы, по крайней мере, отдаем дань уважения идее, что наука продвигается опровержением ее гипотез. Конрад Лоренц, отец этологии, характерно преувеличил, когда сказал, что надеялся опровергнуть по крайней мере одну любимую гипотезу ежедневно перед завтраком. Но верно то, что ученые, больше чем, скажем, адвокаты, доктора или политические деятели, завоевывают авторитет среди своих коллег, публично признавая свои ошибки. Одно из формирующих событий в мои Оксфордские студенческие годы произошло, когда приглашенный лектор из Америки представлял доказательства, которые окончательно опровергли любимую теорию глубоко уважаемого пожилого представителя нашего отдела зоологии, теорию, на которой мы все были воспитаны. В конце лекции старик поднялся, шагнул к передней части зала, тепло пожал американцу руку и объявил в эмоциональном порыве: «Мой дорогой товарищ, я хочу поблагодарить Вас. Я был неправ эти пятнадцать лет.» Мы хлопали в наши ладоши до покраснения. Есть ли какая-либо другая профессия, настолько готовая признавать свои ошибки?
Наука прогрессирует, исправляя свои ошибки, и не делает тайны из того, чего она все еще не все понимает. Но люди зачастую воспринимают наоборот. Бернард Левин, будучи обозревателем в лондонской «Таймс», время от времени публиковал тирады против науки, и 11 октября 1996 года он написал одну, озаглавленную «Бог, я и доктор Докинз» с подзаголовком «Ученые не знают, и я не знаю — но я, по крайней мере, знаю, что я не знаю», над которым была карикатура, изображающая меня в виде Адама Микеланджело, встретившегося с указующим перстом Божим. Но, как решительно возразил бы любой ученый, суть науки — знать, что мы не знаем. Именно это ведет нас к познанию. В предыдущей статье от 29 июля 1994, Бернард Левин высмеял идею кварка («Кварки идут! Кварки идут! Спасайте свои жизни…») После дальнейших острот о «благородной науке», давшей нам мобильные телефоны, складные зонтики и мульти-полосатые зубные пасты, он впадал в ложную серьезность:
Вы можете съесть кварки? Вы можете разложить их в своей кровати, когда начнутся холода?
Такого рода вещи на самом деле не заслуживают ответа, но Кембриджский металловед сэр Алан Коттрелл дал ему два предложения, в письме в редакцию несколько дней спустя.
Сэр: г-н Бернард Левин спрашивает: «Можете ли вы съесть кварк?» По моей оценке он съедает 500 000 000 000 000 000 000 000 001 кварков в день… С уважением…
Признание, что Вы не знаете, является достоинством, но торжествующего незнания предметов в таком масштабе, весьма справедливо, не допустил бы никакой редактор. Обывательская научная безграмотность в некоторых кругах до сих пор считается утонченностью и умом. Как еще объяснять следующую небольшую шутку недавнего редактора лондонской «Дэйли Телеграф»? Газета сообщала об ошеломляющем факте, что треть британского населения все еще полагает, что Солнце вращается вокруг Земли. В этом месте редактор вставил примечание в квадратных скобках: «[А разве нет? Ред.]» Если бы опрос показал, что треть населения Британии верят, что Шекспир написал «Илиаду», ни один редактор шутливо не притворялся бы, что не знает Гомера. Но социально приемлемо хвастать незнанием науки и гордо заявлять о некомпетентности в математике. Я отмечал это достаточно часто, чтобы звучать заунывно, поэтому позвольте мне процитировать Мелвина Брэгга, одного из наиболее справедливо уважаемых в Великобритании обозревателей по этим предметам, из его книги об ученых «На плечах гигантов» (1998).
Есть все еще те, кто достаточно нарочиты, чтобы сказать, что они не знают ничего о науках, как будто это каким-то образом делает их выше. Это выставляет их довольно глупо, и это помещает их в отбросы той надоевшей старой британской традиции интеллектуального снобизма, которая рассматривает все знание, особенно науку, в качестве «ремесла».
Сэр Питер Медавар, этот сумасбродный Нобелевский лауреат, которого я уже процитировал, сказал нечто подобное о «ремесле», наглядно высмеивая британское отвращение ко всему практическому.
Говорят, что в древнем Китае мандарины позволяли своим ногтям — или во всяком случае одному из них — вырастать столь необыкновенно длинными, что это явно делало их непригодными для любой ручной деятельности, таким образом давая всем ясно понять, что они были существами, слишком чистыми и возвышенными, чтобы заниматься такой работой. Это знак, который не может не привлекать англичан, превосходящих все другие нации в снобизме; наше брезгливое отвращение к прикладным наукам и профессиям играло большую роль в доведении Англии до того положения в мире, которое она занимает сегодня.
Антипатия к науке может становиться весьма раздражительной. Полушайте гимн ненависти к ученым романистки и феминистки Фей Велдон, также в «Дэйли Телеграф» от 2 декабря 1991 года. (Я ни на что не намекаю этим совпадением, поскольку в газете есть энергичный научный редактор и прекрасно освещаются научные темы):
Не рассчитывайте, что мы похожи на вас. Вы обещали нам слишком много и не смогли выполнить. Вы даже не пробовали ответить на вопросы, которые все мы задавали, когда нам было шесть. Куда делась тетя Мод, когда она умерла? Где она была прежде, чем родилась?
Заметьте, что это обвинение — прямая противоположность обвинению Бернарда Левина (что ученые не знают, когда они не знают). Если бы я дал простой и прямой ответ и на эти вопросы о Тете Мод, меня, конечно, назвали бы высокомерным и самонадеянным, выходящим за пределы того, что я имел возможность знать, выходящим за пределы науки. Мисс Велдон продолжает:
Вы думаете, что эти вопросы упрощенные и неудобные, но именно они нас интересуют. И кого волнует, что было приблизительно через полсекунды после Большого взрыва; что было за полсекунды до него? И по поводу кругов на полях?… Ученые просто не могут обратиться лицом к понятию изменяющейся вселенной. Мы можем.
Она никогда не дает ясно понять, кто эти поголовные, антинаучные «мы», и она вероятно, к настоящему времени сожалеет о тональности своего фрагмента. Но стоит обеспокоиться, откуда берется такая открытая враждебность.
Другим антинаучным примером, хотя в данном случае, возможно, воспринимаемым как забавный, является отрывок из Э. Э. Гилла, веселого, способного на все фельетониста в лондонской «Санди таймс» (8 сентября 1996 года). Он говорит о науке как об ограниченной экспериментом, и скучными, тяжелыми ступенями эмпиризма. Он сравнивает ее с искусством и театром, с магией огней, волшебной пылью, музыкой и аплодисментами.
Звезды звездам рознь, любимая. Некоторые — унылые, скучные закорючки на бумаге, а некоторые — невероятные, остроумные, подстегивающие мысли, невероятно популярные…
«Унылые, скучные закорючки» — ссылка на открытие пульсаров Белл и Хьюишем в Кембридже в 1967 году. Гилл делал критический обзор телевизионной программы, в которой астроном Джоселин Белл Бурнелл вспоминала трепетный момент, когда она впервые узнала, глядя на распечатку радиотелескопа Энтони Хьюиша, что она видела нечто до настоящего времени неслыханное во вселенной. Молодая женщина на пороге карьеры, «унылые, скучные закорючки» на рулоне бумаги говорили с нею тонами революции. Ничто не ново под солнцем: целая новая
Я не думаю, что такая сердитая, мелкая неприязнь следует из общей тенденции убивать гонца за дурную весть или обвинять науку в политических злоупотреблениях, как водородная бомба. Нет, враждебность, которую я процитировал, звучит лично для меня мучительным, почти угрожающим, беспокойным, ужасным оскорблением, потому что наука представлена как слишком трудная, чтобы с нею совладать. Достаточно странно, я не посмел бы зайти так далеко как Джон Кэри, профессор английской литературы в Оксфорде, когда он написал в предисловии к своей замечательной «Faber Book of Science» (1995):
Ежегодные полчища, соперничающие за места на курсах гуманитарных наук в британских университетах и горстка абитуриентов на естественные науки свидетельствует об отказе от естественных наук среди молодёжи. Хотя большинство преподавателей опасается говорить об этом прямо, по общему мнению, кажется, курсы гуманитарных наук популярны, потому что они легче, и большинство студентов гуманитариев просто не соответствуют интеллектуальным требованиям курса естественных наук.
Некоторые из более точных наук могут быть трудными, но ни для кого не должно составить труда понять циркуляцию крови и роль сердца в ее перекачке. Кэри рассказывал, как он цитировал строки Донна группе из 30 старшекурсников, последний год изучающих английский в большом университете: «Вы знаете, как кровь, текущая к сердцу, / Проходит от одного желудочка в другой?» Кэри спросил их, как на самом деле течет кровь. Ни один из этих 30 не смог ответить, а один неуверенно предположил, что это могло происходить «благодаря осмосу». Это не просто неправильно. Еще более потрясающе, это скучно. Скучно по сравнению с правдой, что общая длина круглых капилляров, через которые сердце качает кровь, от желудочка до желудочка, составляет больше 50 миль. Если 50 миль трубки упакованы в человеческом теле, Вы можете легко определить, как тонко и замысловато должно быть разветвлено большинство этих трубок. Я не думаю, что какой-нибудь настоящий исследователь мог бы отказаться признать это захватывающей мыслью. И в отличие, скажем, от квантовой теории или теории относительности, это, конечно, нетрудно понять, хотя в это может быть трудно поверить. Таким образом, я придерживаюсь более доброжелательного мнения, чем профессор Кэри, и задаюсь вопросом, не подвели ли этих молодых людей ученые, недостаточно вдохновившие их. Возможно, упор на практические эксперименты в школе, несмотря на то, что это отлично устраивает некоторых детей, может быть ненужным или решительно контрпродуктивным для тех, кто столь же умен, но умен иначе.
Недавно я сделал телевизионную программу о науке в нашей культуре (это была, фактически, программа, разобранная Э. Э. Гиллом). Среди полученного мною множества благодарных писем, было одно, начинавшееся колко: «Я учитель кларнета, чьим единственным воспоминанием о науке в школе был длительный период изучения бунзеновской горелки.» Письмо заставило меня задуматься, что можно наслаждаться концертом Моцарта, не умея играть на кларнете. Фактически, вы можете учиться, чтобы стать опытным знатоком музыки, не будучи в состоянии сыграть и ноту на каком-либо инструменте. Конечно, музыка прекратилась бы, если бы никто никогда не учился ее играть. Но если бы каждый рос, считая, что музыка была синонимом ее исполнения, подумайте, насколько относительно бедными были бы многие жизни.
Разве мы не могли бы учиться думать о науке таким же образом? Конечно важно, чтобы некоторые люди, в действительности одни из самых цепких и умных, учились науке как практическому занятию. Но не могли бы мы также изучать науку как нечто такое, что читаешь и радуешься, подобно тому, как слушать музыку, а не как отрабатывать музыкальные упражнения для пяти пальцев, чтобы ее играть? Китс избегал комнаты для вскрытия, и кто может в этом его упрекнуть? Так же как и Дарвин. Возможно, если бы его обучали менее практическим способом, то Китс бы более симпатизировал науке и Ньютону.
Именно здесь я искал бы точку соприкосновения с самым известным британским журналистским критиком науки, Саймоном Дженкинсом, бывшим редактором «Таймс». Дженкинс более грозный противник, чем другие, которых я процитировал, потому что он знает, что говорит. Он с готовностью признает, что научные книги могут быть вдохновляющими, но он возмущен высокой научной планкой, поднятой в современных программах обязательного образования. В записанной на пленку беседе со мной в 1996, он сказал:
Я могу вспомнить лишь очень немного научных книг из прочитанных мною, которые я бы назвал полезными. То, чем они были, замечательно. Они фактически заставили меня чувствовать, что мир вокруг меня гораздо более полное, намного более замечательное, намного более удивительное место, чем я когда-либо понимал каким он был. Это было для меня чудом науки. Вот почему научная фантастика сохраняет свое неотразимое обаяние для людей. Именно поэтому движение научной фантастики в биологию столь интригует. Я думаю, что наука имеет замечательную историю, которую следует рассказать. Но она не настолько полезна. Она не так полезна, как курс бизнес-исследований или полезно право или даже курс политэкономии.
Взгляд Дженкинса, что наука бесполезна, является настолько особенным, что я пройдусь по нему. Обычно даже самые строгие критики признают, что наука полезна, возможно слишком полезна, в то же самое время пропускают более важный момент Дженкинса, что она может быть замечательной. Для них наука в ее полезности подрывает нашу человечность или разрушает тайну, на которой, как иногда думают, процветает поэзия. Для другого созерцательного британского журналиста, Брайана Апплеярда, писавшего в 1992 году, наука наносит «ужасный духовный ущерб». Она «убеждает нас отступиться от самих себя, своей истинной сущности». Это возвращает меня к Китсу и его радуге, и приводит нас к следующей главе.
3. ШТРИХ-КОДЫ В ЗВЕЗДАХ
Nor ever yet
The melting rainbow's vernal-tinctur'd hues
To me have shone so pleasing, as when first
The hand of science pointed out the path In which the sun-beams
gleaming from the west Fall on the wat'ry cloud, whose darksome veil
Involves the orient, and that trickling show'r
Piercing thro' every crystalline convex
Of clust'ring dew-drops to their flight opposed,
Recoil at length where concave all behind
Th'intemal surface of each glassy orb
Repells their forward passage into air;
That thence direct they seek the radiant goal
From which their course began; and as they strike
In diff'rent lines the gazer's obvious eye,
Assume a different lustre, thro' the brede
Of colours changing from the splendid rose
To the pale violet's dejected hue.
«Никогда живые цветы радуги не были столь прекрасны для моих взоров, как когда рука науки показала мне путь солнечных лучей, исходящих от запада, и упадающих на темное облако, котораго покрывало заслоняет восток; как когда она мне внушила, что сие облако превращается в дождь или в капли росы, и что тогда оно разделяется на бесконечное число прозрачных шариков, которых поверхности впуклые к одной и выпуклые к другой стороне, принимают ударяющиеся в них лучи, отбрасывают потом их на воздух, принуждают отклоняться к светозарному источнику из которого они проистекли, и отсылают к различным устремлениям к оку встречаемого и удивленного зрителя, в котором они изображают все цветы и неприметные смежности красок от светлотелесного розового до темнофиалкового вида.»
В декабре 1817 английский живописец и критик Бенджамин Хэйдон представил Джона Китса Уильяму Уордсуорту на обеде в своей лондонской студии, вместе с Чарльзом Лэмом и другими из английского литературного круга. На представлении была новая картина Хэйдона, изображавшая Христа, входящего в Иерусалим, сопровождаемого образами Ньютона в качестве сторонника и Вольтера в качестве скептика. Лэм, выпив, упрекнул Хэйдона за изображение Ньютона, «человека, который не верил ничему, если это не было столь же ясно, как три стороны треугольника». Ньютон, согласился с Лэмом Китс, разрушил всю поэзию радуги, сведя ее к разложенным призмой цветам.
«Невозможно было не поддаться ему, — сказал Хэйдон, — и все мы выпили за здоровье Ньютона и посрамление математики». Спустя годы, Хэйдон вспоминал этот «бессмертный обед» в письме к Уордсуорту, своему оставшемуся в живых приятелю.
И разве Вы не помните предложение Китса «посрамить память о Ньютоне», и, после того, как Вы настояли на объяснении, прежде чем выпить за это, его высказывание: «потому что он разрушил поэзию радуги, сведя ее до призмы»? Ах, мой дорогой старый друг, мы с Вами никогда не увидим такие дни снова!
Спустя три года после обеда Хэйдона, в своей длинной поэме «Ламия» (1820) Китс написал:
Уордсуорту следовало бы уважать науку и Ньютона («одиноко путешествующего по неведомым морям мысли»). Он также, в своем предисловии к «Лирическим балладам» (1802), предвкушал время, когда «самые отдаленные открытия химика, ботаника или минералога будет подходящим объектом поэтического искусства, как и любые, на которых оно может применяться». Его соавтор Кольридж сказал в другом месте, что «души 500 сэров Исааков Нютонов станут компенсацией за Шекспира или Милтона». Это может быть расценено как неприкрытая враждебность выдающегося романтика к науке вообще, но случай Кольриджа более сложен. Он изучал многие науки и представлял себя научным мыслителем, не в последнюю очередь по вопросу света и цвета, где он утверждал, что предвосхитил Гете. Некоторые из научных спекуляций Кольриджа, оказывается, плагиат, и он, возможно, проявил неумение выбирать тех, у кого заимствовать. Кольридж проклинал не ученых вообще, а Ньютона в частности. Он был высокого мнения о сэре Хэмфри Дэйви, чьи лекции он посещал в Королевской ассоциации, «чтобы возобновить свой запас метафор». Он чувствовал, что открытия Дэйви, по сравнению с открытиями Ньютона, были «более интеллектуальными, больше облагораживали и вдохновляли человеческую природу». Использование им слов облагораживали и вдохновляли предполагает, что Кольридж, возможно, имел добрые намерения относительно науки, или даже относительно Ньютона. Но он был не в состоянии жить согласно своим собственным идеалам, «развить и упорядочить» свои идеи в «четких, ясных и передаваемых концепциях». Непосредственно по вопросу о спектре и расплетении радуги, в письме от 1817 года он стал почти вне себя от унижения:
Для меня, признаюсь, точка зрения Ньютона, во первых, о Луче Света, как физический синусоидальной неделимой сущности, во-вторых, что 7 определенных сущностей сосуществуют (благодаря каким связкам?) в этом комплексе все же делимого Луча; в-третьих то, что Призма — простой механический Рассеиватель этого Луча; и наконец, что Свет — их общий результат, является унижением.
В другом письме 1817 года Кольридж развил свою тему:
Таким образом снова Цвет является Тяготением под властью Света, Желтый — положительный, Синий — отрицательный Полюс, а Красный — зенит или Экватор; в то время как Звук, с другой стороны, является Светом под властью или верховенством Тяготения.
Возможно, Кольридж просто родился слишком рано, чтобы быть постмодернистом:
Различение образов/масс, распространенное в «Радуге земного притяжения», также очевидно у Вайнланда, хотя в более самостоятельном смысле. Так Деррида использует термин «субсемиотическая культурная теория», чтобы обозначить роль читателя как поэта. Таким образом, предмет контекстно увязан в посткультурную капиталистическую теорию, включающую язык в качестве парадокса.
Это с http://www.cs.monash.edu.au/links/postmodern.html, где можно найти буквально несметное количество подобной ерунды. Бессмысленная игра слов модных франкоязычных ученых, блестяще представленная в «Интеллектуальных уловках» Алана Сокала и Жана Брикмона (1998), кажется, не имеет никакой другой функции, чем произвести впечатление на легковерного. Они даже не хотят, чтобы их понимали. Коллега призналась американскому приверженцу постмодернизма, что она считает его книгу очень трудной для понимания. «О, большое спасибо,» — улыбнулся он, очевидно, наслаждаясь комплиментом. Научные скитания Кольриджа, в отличие от этого, кажется, показывают, некоторое подлинное, хотя и непоследовательное, желание понять мир вокруг него. Мы должны представить его как уникальную аномалию и двигаться дальше.
Почему в «Ламии» Китса философия правил и границ «холодная», и почему все очарование при этом исчезает? Что столь угрожающего в объяснении? Тайны не теряют свою поэзию, когда они разгаданы. Совсем наоборот; разгадка часто оказывается красивее, чем загадка, и в любом случае, когда вы разгадали одну тайну, вы обнаруживаете другие, возможно, чтобы пробудить большую поэзию. Выдающегося теоретического физика Ричарда Фейнмана друг обвинил в том, что ученый не замечает красоту цветка, изучая его. Фейнман ответил:
Красота, которая там есть для Вас, также доступна и для меня. Но я вижу более глубокую красоту, которая не столь легко доступна для других. Я могу видеть сложные взаимосвязи цветка. Цвет цветка красный. Означает ли факт наличия у растения цвета, что он эволюционировал, чтобы привлечь насекомых? Это добавляет следующий вопрос. Могут ли видеть насекомые цвет? Есть ли у них эстетический вкус? И так далее. Я не вижу, как изучение цветка сколько-нибудь умаляет его красоту. Оно только добавляет.
Разложение Ньютоном радуги на свет с различными длинами волн привел к теории электромагнетизма Максвелла и отсюда к специальной теории относительности Эйнштейна. Если вы думаете, что у радуги есть поэтическая тайна, вы должны попробовать теорию относительности. Сам Эйнштейн открыто делал эстетические оценки в науке и, возможно, зашел слишком далеко. «Самая красивая вещь, с которой мы можем столкнуться, — сказал он, — это загадочное. Оно — источник всего настоящего искусства и науки.» Сэр Артур Эддингтон, собственные научные труды которого были отмечены за поэтический талант, использовал солнечное затмение 1919 года, чтобы проверить Общую Теорию Относительности, и возвратился с острова Принсипи, чтобы объявить, по выражению Банеша Хоффманна, что в Германии живет самый великий ученый столетия. Я читал эти слова с комом в горле, но сам Эйнштейн отнесся весьма спокойно. В случае любого другого результата он «сожалел бы за [ошибку] дорогого Господа. [Поскольку] Теория верна.»
Исаак Ньютон создал личную радугу в темной комнате. Маленькое отверстие в ставне пропускало солнечный луч. На его пути он поместил свою знаменитую призму, которая преломляла (изгибала) солнечный луч на угол, первый раз, когда тот проникал в стекло, затем снова, когда он проходил через дальнюю грань снова в воздух. Когда свет падал на дальнюю стену комнаты Ньютона, цвета спектра ясно отображались. Ньютон был не первым, кто сделал искусственную радугу призмой, но он был первым, кто использовать ее, чтобы продемонстрировать, что белый свет является смесью различных цветов. Призма разделяет их, изгибая на различные углы, синий на более крутой угол, чем красный; зеленый, желтый и оранжевый — на промежуточные углы. Другие, понятное дело, думали, что призма изменяла качество света, безусловно подкрашивая его вместо того, чтобы выделить цвета из существующей смеси. Ньютон окончательно решил вопрос в двух экспериментах, в которых свет проходил через вторую призму. В своей решающем эксперименте за первой призмой он поместил разрез, который позволил проходить только маленькой части спектра, скажем, красной. Когда этот красный свет снова преломлялся второй призмой, появлялся только красный свет. Это показывало, что свет качественно не изменялся призмой, а просто разделялся на компоненты, которые обычно смешаны. В своем другом итоговом эксперименте Ньютон переворачивал вторую призму вверх тормашками. Спектральные цвета, которые были разделены первой призмой, сводились снова вместе второй. То, что получалось, было воссозданным белым светом.
Самый легкий способ понять спектр — через волновую теорию света. Особенность волн в том, что ничто фактически не проходит весь путь от источника до конечного пункта. Такое движение локальное и мелкомасштабное. Локальное движение вызывает движение в следующем локальном участке, и так далее на всем протяжении линии, как знаменитая волна на футбольном стадионе. Первоначальная волновая теория света, в свою очередь, была заменена квантовой теорией, согласно которой свет передается в виде потока дискретных фотонов. Физики под моим нажимом признают, что поток фотонов течет от солнца так, как не путешествуют футбольные болельщики с одного конца стадиона в другой. Однако остроумные эксперименты в этом веке показали, что даже в квантовой теории фотоны также все таки ведут себя и как волны. Для многих задач, включая нашу в этой главе, мы можем забыть квантовую теорию и рассматривать свет просто как волны, распространяющиеся от источника света, как рябь на воде, когда брошен камень. Но волны света движутся несравнимо быстрее и распространяются в трех измерениях. Расплетать радугу означает разделять ее на составные части с различными длинами волн.
Белый свет — смешанная комбинация длин волн, визуальная какофония. Белые объекты отражают свет всех длин волн, но, в отличие от зеркал, они при этом рассеивают его беспорядочно. Поэтому Вы видите свет, но не ваше лицо, отраженное от белой стены. Черные объекты поглощают свет всех длин волн. Цветные объекты, из-за атомного строения своих пигментов или поверхностных слоев, поглощают свет некоторых длин волн и отражают другие длины волн. Оконное стекло позволяет свету всех длин волн проходить сквозь него. Цветное стекло пропускает свет некоторых длин волн, поглощая свет других длин волн.
Что же такого в преломляющем свойстве стеклянной призмы или, при надлежащих условиях, капле дождя, что расщепляет белый свет на отдельные цвета? И вообще, почему лучи света преломляются стеклом и водой? Преломление происходит из-за замедления света, когда он переходит из воздуха в стекло (или воду). Он ускоряется снова, когда выходит из стекла. Как это может быть, учитывая авторитетное мнение Эйнштейна, что скорость света является великой физической константой вселенной, и ничто не может двигаться быстрее? Ответ в том, что легендарная предельная скорость света, выражаемая символом c, достигается только в вакууме. Когда свет распространяется через прозрачное вещество, такое как стекло или вода, он замедляется фактором, известным как «коэффициент преломления» этого вещества. Он замедляется также воздухом, но в меньшей мере.
Но почему замедление преобразуется в изменение угла? Если луч света будет прямо направлен на стеклянный блок, то он продолжится под тем же самым углом (прямо вперед), но будет замедленным. Однако если он попадает на поверхность под углом, он отклоняется к меньшему углу, поскольку начинает распространяться медленнее. Почему? Физики выдумали «Принцип наименьшего действия», который, будучи не совсем удовлетворительным в качестве окончательного объяснения, по крайней мере делает его чем-то, что мы можем близко воспринимать. Вопрос хорошо излагается в «Возвращаясь к вопросу о Сотворении» Питера Аткинса (1992). Некоторая физическая сущность, в данном случае пучок света, ведет себя, как будто добиваясь экономии, стараясь что-то минимизировать. Вообразите себя спасателем на берегу, мчащимся, чтобы спасти тонущего ребенка. Дорога каждая секунда, и вы должны потратить как можно меньше времени, чтобы добраться до ребенка. Вы можете бежать быстрее, чем плыть. Ваш путь к ребенку сначала проходит по земле и поэтому быстрее, затем через воду и намного медленнее. При условии, что ребенок находится в море не прямо напротив Вас, как Вы минимизируете время преодоления пути? Вы могли бы взять направление по прямой, минимизируя расстояние, но при этом не будет минимизировано потраченное время, потому что остается слишком большой путь через воду. Вы могли бы бежать прямо к тому месту на краю моря, которое находится непосредственно напротив ребенка, затем плыть в море прямо. Это максимизирует бег за счет плавания, но даже это — не самый быстрый курс из-за большего общего покрываемого расстояния. Легко понять, что самый быстрый курс должен пролегать к берегу под критическим углом, который зависит от отношения скорости Вашего бега к скорости Вашего плавания, затем резко переключиться на новый угол для пути вплавь. В терминах аналогии, скорость плавания и скорость бега соответствуют коэффициентам преломления воды и воздуха. Конечно, лучи света не «стараются» преднамеренно минимизировать время пути, но все, что касается их поведения, имеет смысл, если вы предполагаете, что они бессознательно делают нечто эквивалентное. Аналогия может быть выражена приемлемо в терминах квантовой теории, но это здесь выходит за пределы моей области, и я рекомендую книгу Аткинса.
Спектр зависит от того, что свет различных цветов, замедляется в различной степени: коэффициент преломления данного вещества, скажем стекла или воды, больше для синего света, чем для красного. Вы можете представить себе синий свет, как более медленного пловца, чем красный, запутавшегося в дебрях атомов в стекле или воде из-за своей короткой длины волны. Свет всех цветов меньше запутывается среди более редких атомов воздуха, но синий все равно распространяется медленней, чем красный. В вакууме, где вообще нет никаких дебрей, свет всех цветов имеет одну и ту же скорость: великую, всеобщую максимальную c.
Капли дождя имеют более сложный эффект, чем призма Ньютона. Будучи примерно сферической, их задняя поверхность действует как вогнутое зеркало. Таким образом, они отражают солнечный свет после его преломления, что является причиной, почему мы видим радугу в области неба напротив солнца, а не тогда, когда смотрим в направлении солнца сквозь дождь. Представьте, что Вы стоите спиной к солнцу, глядя в направлении дождя, желательно на фоне свинцового неба. Мы не увидим радугу, если солнце в небе будет выше, чем 42 градуса над горизонтом. Чем ниже солнце, тем выше радуга. По мере того, как солнце встает утром, радуга, если она видна, садится. По мере того, как солнце садится вечером, радуга поднимается. Поэтому давайте предположим, что сейчас раннее утро или время перед закатом. Представьте отдельную каплю дождя в виде сферы. Солнце сзади и немного выше Вас, и свет от него попадает в каплю дождя. На границе воздуха с водой он преломляется, и различные длины волн, составляющие солнечный свет, изгибаются на различный угол, как в призме Ньютона. Развернутые цвета проходят через внутреннюю часть дождевой капли, пока не достигают ее вогнутой дальней стенки, где они отражаются назад и вниз. Они снова покидают каплю дождя, и некоторые из них заканчиваются в Вашем глазу. В то время как они проходят из воды обратно в воздух, они преломляются второй раз, различные цвета снова изгибаются на различный угол.
Так, полный спектр — красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, фиолетовый — покидает нашу одну каплю дождя, и подобный же спектр покидает другие дождевые капли рядом. Но лишь маленькая часть спектра от любой капли дождя попадает в Ваш глаз. Если Ваш глаз получает луч зеленого света от одной конкретной капли дождя, синий свет от этой же капли дождя идет выше вашего глаза, а красный свет от этой конкретной капли — ниже. Тогда почему Вы видите полную радугу? Потому что есть много различных капель дождя. Полоса из тысяч дождевых капель дает Вам зеленый свет (и одновременно дает синий свет любому, кто мог бы соответственно находиться выше Вас, и одновременно дает красный свет кому-то еще ниже Вас). Другая полоса из тысяч капель дождя дает Вам красный свет (и дает кому-то еще синий…), другая полоса из тысяч капель дает вам синий свет, и так далее. Дождевые капли, доставляющие вам красный свет, все находятся на фиксированном расстоянии от вас, что является причиной, почему красная полоса изогнута (вы — центр круга). Капли, предоставляющие Вам зеленый свет, также находятся на фиксированном расстоянии от вас, но на более коротком. Таким образом круг, на котором они расположены, имеет меньший радиус, и зеленая кривая находится внутри красной кривой. Затем в ней располагается синяя кривая, и вся радуга построена в виде ряда кругов с Вами в центре. Другие наблюдатели будут видеть иные радуги, центрированные на наблюдателе.
Итак, радуга отнюдь не берёт начало в особом «месте», где феи могли прятать горшочек с золотом. Радуг столько, сколько глаз смотрит на ливень. Различные наблюдатели, смотрящие на один и тот же дождь с разных позиций, обнаружат свои собственные радуги, использующие свет из различных множеств капель. Строго говоря, даже ваши оба глаза видят разные радуги. И когда мы едем вдоль дороги, глядя на «одну» радугу, на самом деле мы видим множество радуг, быстро сменяющих друг друга. Я думаю, если бы Уордсуорт осознавал всё это, он бы написал что-то превосходящее строки «Моё сердце выпрыгивает, когда я вижу радугу в небе» (хотя, я должен сказать, трудно превзойти последующие строки).
Следующее осложнение состоит в том, что капельки дождя сами по себе падают, или развеваются. Так что отдельная капля может пройти сквозь отрезок, на котором она посылает, скажем, красный свет к вам, а затем переместиться в жёлтую область. Но вы продолжаете видеть красный участок, если ничто не изменилось, потому что новые капли дождя занимают место прошлых. Ричард Уилан, в его любимой Книге Радуг (1997), которая является источником многих моих радужных цитат, цитировал Леонардо да Винчи:
Взгляни на лучи солнца в композиции радуги, на цвета порождённые падающим дождём, где каждая капля в своём падении принимает все цвета в радуге.
Иллюзия радуги сама по себе остаётся неподвижной, несмотря на то что капли, которые её создают, падают и разносятся ветром. Кольридж писал:
Неподвижная радуга в быстро движущемся, спешащем потоке-тумане.
Что за скопление образов и чувств, удивительное постоянство среди быстрой изменчивости бури — тишина, дочь шторма.
Его друг Уордсуорт также был очарован неподвижностью радуги перед лицом бушующего дождя:
Пока, не могу сказать по какой страной случайности, облака сочетаются с ветром, большая неискажённая радуга стоит неподвижно в небе.
Часть романтизма радуги исходит из иллюзии, что она всегда высоко расположена над горизонтом вдалеке, огромная дуга недостижимо отодвигается, когда мы приближаемся. Но «радуга в волне прибрежной» Китса была близко. И иногда вы можете видеть радугу, как завершённый круг, всего несколько футов в диаметре, двигающуюся вдоль ближайшей части изгороди, мимо которой вы проезжаете. (Радуга выглядит полукругом только потому, что горизонт мешает нижней части круга). Радуга кажется такой большой отчасти из-за иллюзии расстояния. Мозг проецирует изображение дальше на небо, увеличивая его. Вы можете добиться такого же эффекта, посмотрев на яркую лампу, чтобы «отпечатать» остаточное изображение на вашей сетчатке, а затем «проектировать» его на расстояние, глядя на небо. От этого оно кажется большим.
Есть и другие очаровательные сложности. Я сказал, что свет от солнца входит в каплю через верхнюю четверть поверхности, обращённой к солнцу, а покидает через нижнюю. Но, разумеется, ничто не мешает солнечному свету войти через нижнюю четверть. При должных условиях, он может дважды отразится внутри сферы, покинув нижюю часть капли, чтобы затем попасть в глаз наблюдателю, также преломляясь, чтобы образовать вторую радугу, на 8 градусов выше первой, с обращёнными цветами. Конечно же, для любых наблюдателей, обе радуги передаются разными совокупностями капель. Двойную радугу видят не часто, но Уордсуорту должно быть представился такой случай, и его сердце при этом, несомненно, подпрыгнуло ещё выше. Теоретически, могут быть другие, более тусклые радуги, расположенные концентрически, но они очень редко видны. Разве кто-то может всерьёз сказать, что стало хуже, от рассказа о том, что происходит внутри тысяч этих падающих, сверкающих, отражающих и преломляющих капель? Рёскин писал в «Современных художниках III» (1856):
Для большинства людей радость неведения предпочтительнее осведомлённости. Лучше постигать небо как синий купол, нежели чёрную бездну, а облака — как золотой трон, нежели влажный туман. Я часто спрашивал у кого-нибудь, кто знает оптику, насколько религиозным бы он не был, может ли он ощущать в равной степени удовольствие и благоговение, которые необразованный крестьянин может почувствовать, увидев радугу. Мы не можем постичь тайну отдельного цветка, и предназначен ли он чтоб мы могли; но это преследование науки должно быть навсегда остановлено любовью к красоте, и точность знаний — нежностью эмоций.
Всё это придаёт правдоподобия теории, о том что брачная ночь бедного Рёскина была загублена ужасным открытием, что у женщины имеются лобковые волосы.
В 1802, пятнадцатью годами ранее появления «Immortal dinner» Хейдона, английский физик Уилльям Волластон провёл аналогичный Ньютону эксперимент, но у него солнечный луч проходил через узкую щель, перед тем как попасть на призму. Спектр, возникший из призмы, образовал серию узких полосок различной длины волны. Отрезки сливались друг с другом, образовывая спектр, но, пройдясь по спектру, он увидел узкие чёрные линии в некоторых местах. Эти линии позднее были измерены и систематизированы в каталоге немецкого физика Йозефа фон Фраунгофера, в честь которого они теперь названы. Фраунгоферовы линии имеют характерное расположение, отпечаток — или штрих-код, если использовать более позднюю аналогию — который зависит от химической природы вещества, через которые лучи прошли. Водород, например, производит свой характерный рисунок штрих-кода из линий и пробелов, натрий — другой рисунок, и так далее. Волластон видел только семь линий, лучшие инструменты Фраунгофера обнаружили 576, а современные спектроскопы — около 10000.
Штрих-кодовый отпечаток элемента определяется не только расстояниями между линиями, но и их положением на радужном фоне. Точные штрих-коды водорода и всех элементов теперь аккуратно объяснены квантовой теорией, но это то место, где я должен извиниться и отступить. Иногда мне кажется, что я могу оценить поэзию квантовой теории, но я до сих пор пытаюсь понять её в достаточной мерее, чтобы объяснить другим. На самом деле, возможно никто в действительности не понимает квантовой теории, возможно от того что естественный отбор приспособил наши мозги выживать в мире больших, медленных вещей, где квантовые эффекты сглажены. Это хорошо отметил Ричард Фейнман, который также считал своей обязанностью сказать: «Если Вы думаете, что понимаете квантовую теорию — Вы не понимаете квантовую теорию!» Думаю, что я добился наиболее близкого понимания благодаря изданными лекциям Фейнмана и удивительной и волнующей книге Дэвида Дойча «Структура реальности» (1997). (Я считаю ее вдвойне тревожащей, потому что не могу отличить, когда читаю общепринятую физику, а когда собственные смелые предположения автора). Независимо от сомнений физика относительно того, как интерпретировать квантовую теорию, никто не сомневается относительно ее феноменального успеха в детальном предсказании экспериментальных результатов. И к счастью, для целей этой главы, достаточно знать, как мы знали со времен Фраунгофера, что каждый из химических элементов достоверно проявляет уникальный штрихкод характерно расставленных ясных линий, отмеченных поперек спектра.
Есть два способа, которыми можно наблюдать линии Фраунгофера. Я пока упомянул темные линии на фоне радуги. Они возникают, потому что каждый элемент на пути света поглощает специфичные длины волн, избирательно удаляя их из наблюдаемой радуги. Но аналогичный рисунок ярких цветных линий на темном фоне создается, если тот же элемент заставить светиться, как в случае, когда он входит в состав звезды.
Уточнение Фраунгофера ньютоновского расплетения было уже известно, когда французский философ Огюст Конт опрометчиво написал относительно звезд:
Мы никогда не сможем изучать, любым методом, их химический состав или их минералогическую структуру… Наше определенное знание звезд обязательно ограничено их геометрическими и механическими признаками.
Сегодня, благодаря тщательному анализу штрихкодов Фраунгофера в звездном свете, мы знаем довольно подробно, из чего сделаны звезды, хотя наши перспективы их посещения едва ли сколько-нибудь лучше, чем они были во времена Конта. Несколько лет назад мой друг Чарльз Симони проводил дискуссию с прежним председателем американского Федерального резервного банка. Этот джентльмен знал, что ученые были удивлены, когда НАСА обнаружило, из чего действительно сделана Луна. Так как луна намного ближе, чем звезды, рассуждал он, наши предположения о звездах, вероятно, будут еще более неправильны. Звучит правдоподобно, но, как мог сказать ему доктор Симони, в реальности все наоборот. Независимо от того, насколько далекими могут быть звезды, они испускают свой собственный свет, и в этом вся разница. Весь лунный свет — отраженный свет солнца (факт, в который Д. Г. Лоуренс, как говорят, отказался верить: это оскорбляло его поэтические чувства), поэтому его спектр не помогает нам анализировать химическую природу луны.
Современные инструменты потрясающе превосходят призму Ньютона, но сегодняшняя наука спектроскопия — прямая преемница его расплетения радуги. Спектр испускаемого звездою света, особенно его фраунгоферовы линии, говорят нам очень детально, какие химические вещества присутствуют в звезде. Они также говорят нам о температуре, давлении и размере звезды. Они являются основой исчерпывающей классификации естественной истории звезд. Они помещают наше солнце на подобающее ему место в большом каталоге звезд: класс G2V, желтый карлик. Цитирую популярный журнал астрономии, «Sky and Telescope», от 1996 г.:
Тем, кто может понять его значение, спектральный код сразу же говорит, какого рода объектом является звезда — о ее цвете, размере, и яркости, ее истории и будущем, ее особенностях, и как она выглядит в сравнении с Солнцем и звездами всех других типов.
Благодаря расплетению звездного света в спектроскопах мы знаем, что звезды являются ядерными печами, сплавляющими гелий из водорода, который преобладает в их составе; затем сжимают вместе ядра гелия в следующий каскад примесей, что создает большую часть остальных элементов, формируя атомы среднего размера, из которых, в конечном счете, созданы мы.
Расплетение Ньютона проложило путь к открытию девятнадцатого столетия, что видимая радуга, обод, который мы фактически видим, является узким просветом в широком спектре электромагнитных волн. Видимый свет охватывает длины волны от 0.4 миллионных метра (фиолетовый) до 0.7 миллионных метра (далекий красный). Немного более длинными, чем красные являются инфракрасные лучи, которые мы воспринимаем как невидимое тепловое излучение и которые используют некоторые змеи и управляемые ракеты для наведения на цель. Немного более короткими, чем фиолетовые, являются ультрафиолетовые лучи, которые жгут нашу кожу и вызывают рак. Радиоволны гораздо длиннее, чем красный свет. Их длины измеряются сантиметрами, метрами и, даже, тысячами метров. Между ними и инфракрасными волнами на спектре лежат микроволны, которые используются в радарах и быстром приготовлении пищи. Короче ультрафиолетовых лучей — рентгеновские лучи, которые используются чтобы видеть кости сквозь плоть. Короче их всех — гамма лучи, чья длина измеряется в триллионных долях метра. Нет ничего особенного в узком диапазоне длин волн, который мы называем светом, кроме того что мы можем их видеть. Для насекомых, видимый свет целиком сдвинут по спектру. Ультрафиолетовый для них видимый цвет («пчелиный фиолетовый»), и они слепы к красному (который они могли бы назвать «инфражёлтый»). Излучения во всем широком спектре могут быть также расплетены, как и радуга, хотя инструменты, которые мы используем для расплетения — радио-тюнер вместо призмы, например — различаются для разных частей спектра.
Цвета, к которым мы на самом деле привыкли, субъективное ощущение красноты и синевы, — это произвольные ярлыки, которые наши мозги навешивают на свет разной длины волны. В самом понятии красноты нет ничего «длинного». Знание как выглядят красный и синий не помогает нам запомнить какая волна длиннее. Мне периодически приходится вспоминать это, хотя я никогда не забываю что звук сопрано имеет волны короче, чем бас. Мозгу нужны удобные внутренние ярлыки для различных частей настоящей радуги. Никто не знает, соответствует ли моё ощущение красного вашему, но мы можем легко согласится, что свет который я называю красным, тот же самый, что и вы называете красным и он, если его измерит физик, будет иметь большую длину волны. Субъективно, я бы счел, что фиолетовый выглядит краснее, чем синий, даже несмотря на то что он находится дальше по спектру от красного. Возможно, вы согласитесь. Видимый красноватый оттенок в фиолетовом это особенность нервной системы, а не физики спектра.
Бессмертный Доктор Дулиттл Хью Лофтинга полетел на луну и начал видеть ослепляющий диапазон новых цветов, настолько отличающихся от наших привычных цветов, как красный от синего. Даже в фантастике мы можем быть уверены что подобное никогда не случится. Оттенки, которые встретятся любому путешественнику к другим мирам, будут производной работы мозга, которую он привезёт с собой с родной планеты.[5]
Сейчас мы достаточно детально знаем, как глаз сообщает мозгу о длине волны света. Он использует трёх-цветовой код, как в цветном телевидении. Сетчатка человека обладает четырьмя типами светочувствительных клеток: три типа «колбочек», плюс «палочки». Все четыре типа схожи и, несомненно, произошли от общего предка. Одна из особенностей любого вида клеток, которую легко забыть — то, насколько замысловато сложной является даже единственная клетка, значительная часть сложности составлена изящной свернутостью внутренних мембран. Каждая крошечная палочка или колбочка содержат целый ряд мембран, упакованных подобно высокой стопке книг. Длинная, тонкая молекула, пронизывающая вперед-назад каждую книгу — это белок, называемый родопсином. Как многие белки, родопсин ведет себя как фермент, катализирующий особую химическую реакцию, обеспечивая место правильной формы, куда вставляются особые молекулы.
Именно эта трёхмерная форма молекулы фермента, придающая ей каталитические свойства, работает как аккуратно сформованный, хотя немного податливый, шаблон, чтобы другие молекулы усаживались в него и сводились друг с другом — иначе они должны были бы полагаться на случайное столкновение друг с другом (вот почему ферменты так значительно ускоряют химические реакции). Изящность этой системы является одной из ключевых вещей, делающую жизнь возможной, но порождает проблему. Молекулы ферментов часто способны принимать несколько форм, а, обычно, только одна из них желательна. Большей частью работы естественного отбора на протяжении миллионов лет было отыскать «решительные», или «непереубеждаемые» молекулы, чьё «предпочтение» к их благоприятной форме было бы сильнее, чем их тенденция принимать любую другую форму. Молекула с двумя альтернативными формами может быть ужасной угрозой. «Коровье бешенство», «овечья трясучка», и их человеческие копии болезни Куру и Крейтцфельдта-Якоба, вызываются протеинами, называемыми прионы, имеющими две альтернативные формы. Обычно они сворачиваются в одну из двух форм, и в этой конфигурации они совершают полезную работу. Но иногда они принимают альтернативную форму. И тогда случаются ужасные вещи. Присутствие одного протеина в такой альтернативной форме, приводит к тому что другие поддаются пагубному влиянию. Эпидемия искажённых протеинов прокатывается по всему телу, как волна падающих домино. Единственный искажённый протеин может заразить новое тело и вызвать новую волну домино. Последствие — смерть от губчатых полостей в мозгу, потому что протеин в его альтернативной форме не может делать свою обычную работу.
Прионы приводят в замешательство, поскольку они распространяются как самореплицирующиеся вирусы, хотя они являются протеинами, а протеинам не положено самореплицироваться. В учебниках биологии говорится что саморепликация — уникальная привилегия полинуклеотидов (ДНК и РНК). Однако, прионы самореплицируются только в особом случае, когда одна негодная молекула «убеждает» своих уже существующих соседей преобразиться в такую же форму.
В иных случаях, ферменты с двумя альтернативными формами, используют свою переключаемость должным образом. Переключаемость, в конце концов, основное свойство транзисторов, диодов, и других высокоскоростных электронных переходов, которые делают логические операции компьютера — ЕСЛИ, НЕ, И, ИЛИ, и подобные — возможными. Существуют «аллостерические» протеины, которые переключаются из состояния в состояние подобно транзистору, не посредством инфекционного «убеждения» своих соседей, как в случае прионов, а только если какие-то биологически полезные условия произошли, И НЕ произошли некоторые другие условия. Родопсин — один из этих протеинов-«транзисторов», чья способность иметь две формы весьма полезна, как фотоэлемент, он переключается из одного состояния в другое, когда в него попадает свет. Он автоматически перещёлкивается в предыдущую форму после небольшого времени восстановления. В одной из этих двух форм он — мощный катализатор, но не в другой. Итак, когда свет заставляет его перещёлкнуться в активную форму, это запускает особую цепную реакцию и быстрое переворачивание молекул. Это как будто свет повернул кран высокого давления.
Конечный продукт химического каскада в результате — поток нервных импульсов, который передаётся в мозг через ряд нервных клеток, каждая из которых является длинной тонкой трубой. Нервные импульсы — тоже быстро катализируемые химические изменения. Они стремительно бегут вдоль длинных тонких труб, как подожжённая дорожка пороха. Каждая искрящаяся дорожка дискретна и отдельна от других, таким образом они достигают дальнего конца трубы в виде ряда коротких, быстрых сообщений — нервных импульсов. Скорость поступления нервных импульсов — которая может измеряться сотнями за секунду — является закодированным описанием (в данном случае) интенсивности света, падающего на клетку колбочки или палочки. Что касается отдельной нервной клетки, различие между сильным и слабым возбуждением представляет собой различие между высокоскоростным пулеметным огнем и периодическими выстрелами из винтовки.
Пока то, что я сказал, относится к палочкам и всем трем видам колбочек. Теперь о том, в чем они различаются. Колбочки реагируют только на яркий свет. Палочки чувствительны к слабому свету и необходимы для ночного видения. Палочки обнаружены по всей сетчатке и нигде особо не сконцентрированы, поэтому они бесполезны при разрешении мелких деталей. Вы не сможете ими читать. Вы читаете колбочками, которые чрезвычайно плотно упакованы в одной особой области сетчатки — фовеа [6]. Конечно, чем более плотно они упакованы, тем отчетливее детали, которые могут быть разрешены.
Палочки не задействованы в цветном зрении, поскольку все они имеют одинаковую друг с другом чувствительность к длинам волн. Наиболее чувствительны они к желтому свету в середине видимого спектра, менее чувствительны ближе к обоим концам спектра. Это не означает, что они сообщают мозгу о любом свете как о желтом. Несерьезно даже говорить об этом. Все нервные клетки передают мозгу сообщения в виде нервных импульсов, только и всего. Если палочка передает импульсы быстро, это может означать, что либо есть много красного или синего света, либо что есть немного меньше желтого света. Для мозга единственный способ разрешить неоднозначность состоит в том, чтобы получать одновременные сообщения от нескольких видов клеток, дифференцированно чувствительных к различным цветам.
Здесь в дело вступают три вида колбочек. Три вида колбочек обладают тремя различными типами родопсина. Все они реагируют на свет всех длин волн. Но один вид более чувствителен к синему свету, другой — более чувствителен к зелёному свету, третий — более чувствителен к красному свету. Сравнивая частоту включения трёх видов колбочек — в сущности, вычитая их друг из друга — нервная система способна воссоздать длину волны света, попавшего на сетчатку. В отличие от зрения одними лишь палочками, мозг не путается между слабым светом одного цвета и ярким светом — другого. Мозг, так как получает сообщения от более чем одного вида колбочек, способен вычислить истинный цвет света.
Как я сказал, вспомнив Доктора Дулитл на Луне, цвета, которые в итоге мы думаем что видим — ярлыки, используемые мозгом для удобства. Я был разочарован, когда увидел изображения «ложных цветов», скажем, фотографии Земли со спутника, или созданные компьютером изображения глубокого космоса. Подпись гласила, что цвета условно обозначают, например, разные типы растений, на снимке Африки со спутника. Я думал что изображения ложных цветов — некая разновидность обмана. Я хотел знать, как явление выглядит «в действительности». Теперь я понимаю, что всё, что я вижу, даже цвета моего собственного сада за окном, «ложно» в том же смысле: произвольные условности использованы, в данном случае моим мозгом, как удобные ярлыки к длинам волн света. В главе 11 показано, что всё наше восприятие — разновидность «ограниченной виртуальной реальности», конструируемой мозгом. (На самом деле, я
Мы никогда не узнаем, одинаковы ли субъективные ощущения различных людей для конкретных длин волн. Мы можем сравнить мнения о том, какие цвета кажутся смешением каких. Многие из нас найдут правдоподобным, что оранжевый — это смесь красного и жёлтого. Статус сине-зелёного, как смеси, передаётся самим сочетанием слов, чего не скажешь о слове «бирюзовый». Спорно, сходятся ли разные языки в разделении спектра. Некоторые лингвисты заявляют, что валлийский язык не различает зелёную и синюю области спектра, в отличие от английского. Вместо этого, говорят, в валлийском языке есть слово соответствующее части зелёного, и другое слово, соответствующее другой части зелёного плюс части синего. Другие лингвисты и антропологи говорят, что это миф, и не более правда, чем в равной степени занимательное утверждение, что Инуиты («Эскимосы») обладают 50 различными словами для снега. Эти скептики требуют экспериментальных доказательств того, что способ, которым люди разделяют спектр, универсален, доказательств, полученных благодаря предъявлению большого набора цветных пластинок носителям разных языков. Экспериментальные доказательства, действительно, единственный способ урегулировать вопрос. Но это не означает что, по крайней мере англоговорящим, история про валлийское разделение синего и зелёного не будет казаться неправдоподобной. Ничто в физике не опровергает такого. Эти факты, какими бы они ни были — это факты психологии.
В отличие от птиц, обладающих превосходным цветным зрением, многие млекопитающие не обладают истинным цветным зрением. Другие же, включая некоторых людей, страдающих дальтонизмом, используют двухцветную систему, основанную на двух видах колбочек. Высококачественное цветное зрение с трёх-цветной системой могло эволюционировать у наших предков-приматов как помощь в нахождении фруктов в зелёном лесу. Психолог из Кембриджа, Джон Моллон, даже намекал, что трёхцветная система «это устройство, изобретённое некоторыми фруктовыми деревьями, чтобы распространяться»: оригинальный способ привлечь внимание к факту, что деревья получают выгоду, привлекая млекопитающих есть их фрукты и распространять их семена. Некоторые обезьяны Нового Света практикуют странные схемы, в которых различные особи вида имеют различные комбинации двухцветных систем, и таким образом специализированы, чтобы видеть различные вещи. Никто не знает, какую пользу это им приносит, и приносит ли вообще, но может быть знаменательно, что команды бомбардировщиков во Второй Мировой войне любили включать в свой состав по крайней мере одного дальтоника, который мог распознавать определенные виды камуфляжа на земле.
Расплетая более широкую радугу, двигаясь в другие части электромагнитного спектра, мы отличаем станцию от станции на шкале радиоприемника, мы отделяем разговор от разговора в мобильной телефонной сети. Без точного расплетания электромагнитной радуги мы услышали бы все разговоры одновременно и все частоты на шкале радиоприемника в галдеже белого шума. Другим способом, благодаря специальным компьютерам, расплетание радуги лежит в основе магнитно-резонансной томографии, блистательной технологии, с помощью которой врачи сегодня могут разглядеть трехмерную структуру наших внутренних органов.
Когда источник волн сам движется относительно детектора, случается нечто особое. Существует доплеровское смещение длин волн при их детектировании. Его легко заметить в случае звуковых волн, потому что они распространяются медленно. Звук автомобильного двигателя отчетливо выше, когда приближается, чем когда удаляется. Именно поэтому мы слышим характерный двухтональный звук eee-aaa, когда автомобиль проноситься мимо. Голландский ученый Бейс-Баллот в 1845 году впервые проверил предсказание Доплера, наняв духовой оркестр играть в открытом железнодорожном вагоне, мчавшемся мимо публики. Световые волны распространяются настолько быстро, что мы замечаем доплеровское смещение, только если движемся очень быстро к источнику света (в этом случае свет сдвигается к синему концу спектра), или удаляемся от него (при этом свет смещается к красному). Это верно для отдаленных галактик. Факт, что они быстро удаляются от нас, был впервые обнаружен благодаря доплеровскому смещению их света. Он более красный, чем должен быть, последовательно смещенный к длинноволновому, красному концу спектра.
Откуда мы знаем, что свет, пришедший от далёкой галактики, сдвинут к красному? Откуда мы знаем что он не был изначально красным? Это можно сказать, используя Фраунгоферовы линии в качестве маркеров. Помните, каждый элемент подписывается своим уникальным штрих-кодом линий. Расстояния между линиями индивидуальны, как отпечатки пальцев, но также определена точная позиция каждой линии вдоль радуги. Свет от далёкой галактики демонстрирует штрих-коды, для которых имеются узнаваемые картины расстояний. Именно эта узнаваемость и говорит нам, что другие галактики сделаны из тех же веществ, что и наша. Но вся картина полос сдвинута на определённое расстояние к длинноволновому концу спектра: он краснее чем должен быть. В 1920, американский астроном Эдвин Хаббл (в честь которого назван Космический Телескоп Хаббл) открыл, что удалённые галактики обладают спектрами, сдвинутыми к красному. Галактики с наиболее выраженным смещением к красному, также наиболее удалены, судя по слабости их света. Известное заключение Хаббла (хотя такие предположения делались ранее другими) было то, что вселенная расширяется, и с любой точки, галактики наблюдаются удаляющимися с ускорением.
Когда мы смотрим на далёкую галактику, мы смотрим в далёкое прошлое, так как свету требуются миллиарды лет, чтобы достигнуть нас. Он становится тусклым, от чего мы знаем, что он пришёл с большого расстояния. Скорость с которой наша галактика удаляется от другой галактики приводит к эффекту смещения спектра в сторону красного. Отношение между расстоянием и скоростью отдаления подчинено законам (это называется «закон Хаббла»). Экстраполируя эти количественные отношения в обратную сторону, мы можем предположить, когда вселенная начала расширяться. Используя язык превалирующей сейчас теории «Большого взрыва», вселенная началась в гигантском взрыве между 10 и 20 миллиардами лет назад. Всё это мы заключили, расплетая радугу. Дальнейшее развитие теории, поддерживаемое всеми доступными доказательствами, предполагает, что само время началось в этом величайшем катаклизме. Вы, вероятно, не понимаете, и я, конечно, тоже, что это может значить, что время само началось в какой-то конкретный момент. Но, ещё раз, это ограничение нашего разума, который был создан ладить с медленными, достаточно крупными объектами в Африканских саваннах, где события происходят последовательно, и для каждого очередного есть предыдущее. Событие, которое не имеет предыдущего, пугает наш бедный разум. Может быть, мы можем принять это только через поэзию. Китс, ты должен был жить в этот час.
Есть ли глаза, где-то там средь галактик, смотрящие назад на нас? И слово Назад — самое подходящее слово, поскольку они могут видеть только наше прошлое. Обитатели мира на расстоянии 100 миллионов световых лет в этот момент видят, если они могут что-нибудь разглядеть на нашей планете, сдвинутых-к-красному динозавров, бегающих по розоватой поверхности. Увы, даже если существуют другие существа во вселенной, и даже если у них есть глаза, маловероятно что их телескопам, какими бы мощными они ни были, хватит разрешения чтобы разглядеть нашу планету, не то что отдельных её обитателей. Мы сами никогда не видели других планет вне нашей солнечной системы. Мы даже не знали обо всех планетах в нашей солнечной системе до последних веков. Нептун и Плутон слишком тусклы, чтобы увидеть их невооружённым глазом. Единственная причина, по которой мы знаем куда направлять телескоп — это вычисления на основе крошечных отклонений в орбитах ближайших планет. В 1846 году два астронома математика Джон Кауч Адамс в Англии и Урбен Леверье во Франции, были независимо озадачены несоответствием между фактическим положением планеты Уран и положением, где он теоретически должен был быть. Оба вычислили, что возмущение может быть вызвано притяжением невидимой массивной планеты находящейся в определенном месте. Немецкий астроном Иоганн Готфрид Галле должным образом установил свой телескоп в нужном направлении и обнаружил Нептун. Плутон был обнаружен таким же образом, уже в 1930 американским астрономом К.В.Томбо, высчитавшим его (гораздо меньшее), гравитационное воздействие на орбиту Нептуна. Джон Китс высоко ценил душеное волнение, которое ощущали те астрономы:
Я испытываю особую привязанность к этим строкам с тех пор, как они были процитированы мне издателем при первом чтении рукописи «Слепого Часовщика».
Поделиться книгой: