Отсюда следует, что вышеуказанная дискриминация на «до и после» или «раньше и позже» (основанная на причинно-следственном отношении) не обладает универсальной применимостью, в некоторых случаях она не работает. Это нелегко объяснить, пользуясь нематематическим языком. Не то чтобы математическая схема была настолько сложной. Дело в том, что повседневный язык вреден в том смысле, что он насквозь пропитан понятием времени – невозможно использовать глагол (verbum , нем. Zeitwort ), не придав ему ту или иную временную форму.
Изложим простейшее, но, как выяснится позже, не вполне адекватное рассмотрение вопроса. Дано событие А . Рассмотрим в более поздний момент времени событие B , лежащее за пределами сферы радиуса ct с центром в точке А . Отсюда В не может проявлять каких-либо «признаков» А ; А , соответственно, не может проявлять каких-либо «признаков» В . Итак, наш критерий рухнул. Средствами языка мы определили В как более позднее событие. Но вправе ли мы так поступать, если критерий не соблюдается ни в одном из направлений?
Рассмотрим в более ранний момент времени (на величину t ) событие В’ , лежащее также за пределами той самой сферы. В этом случае, как и в предыдущем, признак В’ не мог достичь А, равно как и признак А не мог достичь В’ .
Таким образом, в обоих случаях имеет место одно и то же отношение взаимного невмешательства. Между классами В и В’ нет концептуальной разницы в плане причинно-следственной связи с А. Поэтому если мы желаем сделать это отношение, а не лингвистическое предубеждение, базой для «до и после», то надо сказать, что В и В’ образуют один класс событий, происшедших ни раньше, ни позже А . Область пространства-времени, занимаемая этим классом, носит название области «потенциальной одновременности» (по отношению к событию А ).Используется такое выражение потому, что всегда можно выбрать систему пространства-времени таким образом, что А будет одновременным с выбранным конкретным В или конкретным В’ . Это открытие было сделано Эйнштейном в 1905 г. и получило название «Специальная теория относительности».
Теперь все эти вещи стали вполне конкретной реальностью для нас, физиков, мы их используем ежедневно точно так же, как пользуемся таблицей умножения или теоремой Пифагора о прямоугольных треугольниках. Иногда я задумываюсь, почему это произвело такой резонанс и в среде обычной публики, и в среде философов. Мне кажется, что причиной послужило свержение с престола времени – жестокого тирана, навязанного нам извне, освобождение от нерушимого закона «до и после». Ибо, воистину, время – наш самый жестокий хозяин, непреклонно отмеряющий каждому из нас по 70–80 лет, как записано в пятикнижии. Возможность поиграть с программой такого хозяина, казавшейся доселе нерушимой, поиграть, пусть даже в очень жестких рамках, представляется большим облегчением; кажется, что эта возможность поощряет самую мысль о том, что все «расписание», возможно, не настолько серьезно, как кажется на первый взгляд. И это религиозная мысль, нет, надо сказать, это самая что ни на есть религиозная мысль.
Эйнштейн – как вы иногда слышите – не опроверг глубокие мысли Канта относительно идеализации пространства и времени; наоборот, он сделал большой шаг по пути к ее завершению.
Я говорил о влиянии Платона, Канта и Эйнштейна на философское и религиозное мировоззрение. Так вот, между Кантом и Эйнштейном, примерно за поколение до последнего, физическая наука стала свидетелем важного события, которое, как могло показаться, было рассчитано на возбуждение интереса философов, людей с улицы и салонных дам в такой же степени, как теория относительности, если не в большей. Причина того, что этого не случилось, кроется, по-моему, в том, что этот поворот мысли еще более сложен для понимания, и поэтому людей в этих трех категориях, уловивших суть, можно было пересчитать по пальцам – в лучшем случае это были философы. Событие это связано с именами американца Уилларда Гиббса и австрийца Людвига Больцмана. Об этом следует написать.
За очень редким исключением (что является настоящим исключением) ход событий в природе необратим. Если мы попытаемся представить временную последовательность явлений, в точности противоположную наблюдаемой в природе – как прокручиваемую в обратном направлении кинопленку – такая вот обращенная последовательность, будучи легко представимой, практически всегда окажется грубо противоречащей хорошо известным законам физической науки.
Общая «направленность» всего происходящего получила объяснение с помощью механической или статистической теории тепла, что должным образом приветствовалось как наиболее заметное достижение этой теории. Я не могу вдаваться здесь в подробности этой физической теории, но в этом нет надобности для понимания сути. Теория была бы слишком примитивной, если бы утверждала, что необратимость является неотъемлемым свойством микромеханизма атомов и молекул. Она бы недалеко ушла от множества средневековых объяснений типа: огонь горяч в силу своего огненного характера. Нет. Согласно Больцману, мы имеем дело с естественным стремлением любого упорядоченного состояния самопроизвольно перейти в менее упорядоченное, но не наоборот. Рассмотрим в качестве примера колоду игральных карт, которую вы аккуратно отсортировали следующим образом: 7, 8, 9, 10, валет, дама, король, туз червей, то же самое в бубновой масти и т.д. Если эту хорошо упорядоченную колоду перетасовать один, два, три раза, она постепенно перейдет в случайное состояние. Но это не является врожденным свойством процесса тасования. Когда дан получившийся неупорядоченный набор, вполне можно представить, что процесс тасования нейтрализует следствие первого тасования и восстановит порядок. И все же все будут ожидать развития событий согласно первому сценарию, согласно второму – никто, ибо ждать придется довольно долго.
Вот в чем суть объяснения однонаправленного характера всех природных явлений (включая, конечно же, процесс жизни организма от рождения до смерти), предложенного Больцманом. Его главное достоинство заключается в том, что «стрела времени» (как ее назвал Эддингтон) не вводится в механизмы взаимодействия, представленные в нашем примере механическим актом тасования. Этот акт, этот механизм пока что не имеет понятия о прошлом и будущем, сам по себе он полностью обратим, «стрела» же – то самое понятие о прошлом и будущем – появляется из статистических соображений. В нашем примере с картами фокус в том, что существует лишь одно (или очень мало) упорядоченное расположение карт, в то время как неупорядоченным счет идет на миллиарды миллиардов.
Тем не менее, теория снова и снова подвергается нападкам, иногда со стороны очень умных людей. Нападки сводятся к следующему: теория нездорова с точки зрения логики. Поскольку, как утверждается, если основные механизмы не различают два направления хода времени и работают абсолютно симметрично в этом отношении, каким образом результатом их совместной работы является поведение всего в целом, сильно смещенное в одном направлении? Все, что выполняется в одном направлении, должно так же хорошо выполняться и в другом.
Если этот аргумент правомочен, то он, по-видимому, представляет собой смертный приговор теории, так как нацелен на ту самую точку, которая считается основным ее достоинством: вывод необратимых событий из обратимых основных механизмов.
Аргумент совершенно правомочен, но, тем не менее, фатальным не является. Аргумент логичен в том, что касается утверждения об эквивалентности протекания процессов в противоположных направлениях времени, которое с самого начала считается совершенно симметричной переменной. Но нельзя сразу же делать вывод о том, что это справедливо в обоих направлениях. Осторожно подбирая слова, следует сказать, что в произвольном частном случае процесс протекает либо в одном, либо в другом направлении. К этому следует добавить: в частном случае мира, как мы его знаем, его «истощение» (термин, употребляемый время от времени) происходит в одном направлении, которое мы называем направлением из прошлого в будущее. Другими словами, статистической теории тепла необходимо дать возможность самостоятельно определить, в каком направлении течет время. (Это имеет исключительно важные последствия для методологии физика. Он никогда не должен вводить то, что независимо определяет направление стрелы времени, так как в противном случае красивое строение Больцмана рушится.)
Могут возникнуть опасения, что в различных физических системах статистическое определение времени не всегда может означать одно и то же его направление. Возможность этого Больцман встретил смело: он утверждал, что если вселенная достаточно велика и/или существует достаточно долго, в отдаленных частях мира время может идти в обратном направлении. Это утверждение оспаривалось, однако продолжение споров вряд ли имеет смысл. Больцман не знал, что нам представляется по крайней мере чрезвычайно вероятным то, что вселенная, как мы ее знаем, ни достаточно велика, ни достаточно стара для того, чтобы вызывать подобные обращения в большом масштабе. Я прошу вас разрешить мне заметить, не вдаваясь в подробности, что в очень мелком масштабе и пространства, и времени подобные обращения наблюдались (броуновское движение, Смолуховский).
По моему мнению, «статистическая теория времени» имеет большее значение для философии, чем теория относительности. Последняя, будучи революционной, не затрагивает однонаправленного хода времени, а предполагает его изначально, тогда как статистическая теория конструирует его из порядка событий. Это означает освобождение от тирании старика Хроноса. То, что мы сами воссоздаем в наших умах, не может иметь, как мне кажется, диктаторской власти над нашим разумом, ни власти над выдвижением его на первый план, ни власти над его уничтожением. Впрочем, некоторые из вас, я уверен, назовут это мистицизмом. Поэтому, отдав должное тому факту, что физическая теория во все времена остается относительной (в том смысле, что она зависит от некоторых основополагающих предположений), мы можем, как мне кажется, утверждать, что физическая теория в ее современном состоянии определенно предполагает нерушимость Разума Временем.
Глава VI
Загадка чувственных качеств
В последней главе я бы хотел несколько более подробно продемонстрировать весьма странное состояние дел, уже отмеченное в знаменитом фрагменте Демокрита из Абдер, – тот странный факт, что, с одной стороны, все наши знания об окружающем нас мире, и полученные в повседневной жизни, и обнаруженные благодаря тщательно спланированным трудоемким экспериментам, всецело основаны на непосредственном чувственном восприятии; в то же время, с другой стороны, эти знания не раскрывают отношения чувственных восприятий и внешнего мира, поэтому в картине или модели внешнего мира, построенной на базе научных открытий, все чувственные качества отсутствуют. И если первая часть этого утверждения, думается, легко допускается каждым, вторая половина осознается не так часто по той простой причине, что не ученые, как правило, очень почтительно относится к науке и приписывают нам, ученым, возможность выяснять с помощью «сказочно совершенных методов» то, что обычным смертным не под силу.
Если вы спросите у физика, что, в его понимании, есть желтый свет, он вам ответит, что это поперечные электромагнитные волны, длина которых примерно равна 590 нанометрам (нм). Если вы спросите его: «а где тут желтый?», то он ответит: «в моей картине его нет совсем, но когда эти колебания попадают на сетчатку здорового глаза, у человека, которому принадлежит этот глаз, возникает ощущение желтого цвета.» При дальнейшем объяснении вы можете выяснить, что различные длины волн вызывают различные цветовые ощущения, причем справедливо это только для волн, длина которых лежит в диапазоне от 800 до 400 нм (приблизительно). С точки зрения физика, инфракрасные (длина волны более 800 нм) и ультрафиолетовые (длина волны менее 400 нм) волны являются тем же самым явлением, что и волны, длина которых укладывается в диапазон от 400 до 800 нм и которые воспринимаются глазом. Чем обусловлена такая избирательность? Очевидно, это адаптация к излучению солнца, интенсивность которого в этом диапазоне максимальна и убывает на каждом из его концов. Более того, присущее нам наиболее яркое цветоощущение – ощущение желтого цвета – наблюдается в том месте вышеуказанной области, где излучение солнца проявляет максимум, настоящий пик.
Далее мы можем спросить: «ощущение желтого цвета вызывается только излучением, длина которого лежит в окрестности 590 нм, или нет?» Ответ таков: вовсе нет. Если волны, длина которых 760 нм, которые сами по себе вызывают ощущение красного цвета, смешать в определенном соотношении с волнами, длина которых 535 нм, которые сами по себе вызывают ощущение зеленого, то получившаяся смесь вызовет ощущение желтого цвета, неотличимое от того, которое вызывается излучением с длиной волны 590 нм. Два рядом расположенных экрана, один из которых освещен смесью, а другой – чистым спектральным светом, выглядят совершенно одинаково, вы не сможете отличить один от другого. Можно ли было предсказать этот феномен, основываясь на длинах волн – существует ли числовая связь с этими физическими, объективными характеристиками волн? Нет. Конечно, карта всевозможных смесей подобного рода была получена эмпирическим путем; она носит название цветового треугольника. Но связь с длинами волн непростая. Не существует общего правила, согласно которому смесь двух спектральных цветов совпадает со спектральным цветом, расположенным между ними; например, смесь «красного» и «синего» цветов, расположенных на концах спектра, дает «пурпурный», который не воспроизводится источником спектрального света. Более того, указанная карта, цветовой треугольник, у разных людей немного отличается, у тех, кого называют аномальными трихроматами (которые не являются дальтониками) он отличается существенно.
Ощущение цвета невозможно объяснить в рамках объективной картины волн света, имеющейся у физиков. А мог бы физиолог объяснить это, обладай он более полными знаниями о процессах, происходящих в сетчатке, и вызываемых ими нервных процессах в зрительных нервных узлах и мозге? Я так не думаю. В лучшем случае мы бы получили объективные знания о том, какие нервные волокна возбуждаются и в каком соотношении; вероятно, точно узнали бы процессы, которые они вызывают в определенных клетках мозга – в те моменты, когда наш разум регистрирует ощущение желтого цвета в определенном направлении или области нашего поля зрения. Но даже такое подробное знание ничего не расскажет нам об ощущении цвета, в частности желтого, в этом направлении – а ведь в ощущении сладкого вкуса или чего-либо еще, возможно, участвуют те же самые физиологические процессы. Все, что я хочу сказать – мы можем быть уверены, что не существует такого нервного процесса, объективное описание которого содержит характеристику «желтый цвет» или «сладкий вкус», точно так же, как объективное описание электромагнитных волн не содержит никакой из этих характеристик.
То же самое справедливо и в отношении других ощущений. Очень интересно сравнить восприятие цвета, которое мы только что рассмотрели, с восприятием звука. Звук передается нам посредством упругих волн сжатия и растяжения, распространяющихся в воздухе. Их длина – точнее, частота – определяет высоту слышимого звука. (N.B. К физиологии имеет отношение частота, а не длина волны, как и в случае света, хотя в случае света эти величины практически точно обратно пропорциональны, поскольку скорости распространения света в пустом пространстве и в воздухе отличаются неощутимо.) Нет нужды объяснять, что частотный диапазон «слышимого звука» сильно отличается от частотного диапазона «видимого света» – звуковой диапазон простирается от 12–16 до 20000–30000 колебаний в секунду, тогда как для света эти цифры имеют порядок сотен триллионов. Относительный диапазон, однако, шире в случае звука, он охватывает около десяти октав (против одной с натяжкой для «видимого света»); более того, эта величина индивидуальна и изменяется с возрастом: неуклонное снижение верхней границы диапазона достигает значительной величины. Но наиболее удивительным фактом, связанным со звуком, является то, что смесь нескольких различных частот не воспринимается как чистый тон промежуточной высоты. Наложенные тоны воспринимаются раздельно, хотя и одновременно, особенно людьми с музыкальным слухом. Подмешивание более высоких нот («обертонов»), обладающих разными качествами и амплитудами, придает звучанию то, что мы называем тембром (нем.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Изложим простейшее, но, как выяснится позже, не вполне адекватное рассмотрение вопроса. Дано событие А . Рассмотрим в более поздний момент времени событие B , лежащее за пределами сферы радиуса ct с центром в точке А . Отсюда В не может проявлять каких-либо «признаков» А ; А , соответственно, не может проявлять каких-либо «признаков» В . Итак, наш критерий рухнул. Средствами языка мы определили В как более позднее событие. Но вправе ли мы так поступать, если критерий не соблюдается ни в одном из направлений?
Рассмотрим в более ранний момент времени (на величину t ) событие В’ , лежащее также за пределами той самой сферы. В этом случае, как и в предыдущем, признак В’ не мог достичь А, равно как и признак А не мог достичь В’ .
Таким образом, в обоих случаях имеет место одно и то же отношение взаимного невмешательства. Между классами В и В’ нет концептуальной разницы в плане причинно-следственной связи с А. Поэтому если мы желаем сделать это отношение, а не лингвистическое предубеждение, базой для «до и после», то надо сказать, что В и В’ образуют один класс событий, происшедших ни раньше, ни позже А . Область пространства-времени, занимаемая этим классом, носит название области «потенциальной одновременности» (по отношению к событию А ).Используется такое выражение потому, что всегда можно выбрать систему пространства-времени таким образом, что А будет одновременным с выбранным конкретным В или конкретным В’ . Это открытие было сделано Эйнштейном в 1905 г. и получило название «Специальная теория относительности».
Теперь все эти вещи стали вполне конкретной реальностью для нас, физиков, мы их используем ежедневно точно так же, как пользуемся таблицей умножения или теоремой Пифагора о прямоугольных треугольниках. Иногда я задумываюсь, почему это произвело такой резонанс и в среде обычной публики, и в среде философов. Мне кажется, что причиной послужило свержение с престола времени – жестокого тирана, навязанного нам извне, освобождение от нерушимого закона «до и после». Ибо, воистину, время – наш самый жестокий хозяин, непреклонно отмеряющий каждому из нас по 70–80 лет, как записано в пятикнижии. Возможность поиграть с программой такого хозяина, казавшейся доселе нерушимой, поиграть, пусть даже в очень жестких рамках, представляется большим облегчением; кажется, что эта возможность поощряет самую мысль о том, что все «расписание», возможно, не настолько серьезно, как кажется на первый взгляд. И это религиозная мысль, нет, надо сказать, это самая что ни на есть религиозная мысль.
Эйнштейн – как вы иногда слышите – не опроверг глубокие мысли Канта относительно идеализации пространства и времени; наоборот, он сделал большой шаг по пути к ее завершению.
Я говорил о влиянии Платона, Канта и Эйнштейна на философское и религиозное мировоззрение. Так вот, между Кантом и Эйнштейном, примерно за поколение до последнего, физическая наука стала свидетелем важного события, которое, как могло показаться, было рассчитано на возбуждение интереса философов, людей с улицы и салонных дам в такой же степени, как теория относительности, если не в большей. Причина того, что этого не случилось, кроется, по-моему, в том, что этот поворот мысли еще более сложен для понимания, и поэтому людей в этих трех категориях, уловивших суть, можно было пересчитать по пальцам – в лучшем случае это были философы. Событие это связано с именами американца Уилларда Гиббса и австрийца Людвига Больцмана. Об этом следует написать.
За очень редким исключением (что является настоящим исключением) ход событий в природе необратим. Если мы попытаемся представить временную последовательность явлений, в точности противоположную наблюдаемой в природе – как прокручиваемую в обратном направлении кинопленку – такая вот обращенная последовательность, будучи легко представимой, практически всегда окажется грубо противоречащей хорошо известным законам физической науки.
Общая «направленность» всего происходящего получила объяснение с помощью механической или статистической теории тепла, что должным образом приветствовалось как наиболее заметное достижение этой теории. Я не могу вдаваться здесь в подробности этой физической теории, но в этом нет надобности для понимания сути. Теория была бы слишком примитивной, если бы утверждала, что необратимость является неотъемлемым свойством микромеханизма атомов и молекул. Она бы недалеко ушла от множества средневековых объяснений типа: огонь горяч в силу своего огненного характера. Нет. Согласно Больцману, мы имеем дело с естественным стремлением любого упорядоченного состояния самопроизвольно перейти в менее упорядоченное, но не наоборот. Рассмотрим в качестве примера колоду игральных карт, которую вы аккуратно отсортировали следующим образом: 7, 8, 9, 10, валет, дама, король, туз червей, то же самое в бубновой масти и т.д. Если эту хорошо упорядоченную колоду перетасовать один, два, три раза, она постепенно перейдет в случайное состояние. Но это не является врожденным свойством процесса тасования. Когда дан получившийся неупорядоченный набор, вполне можно представить, что процесс тасования нейтрализует следствие первого тасования и восстановит порядок. И все же все будут ожидать развития событий согласно первому сценарию, согласно второму – никто, ибо ждать придется довольно долго.
Вот в чем суть объяснения однонаправленного характера всех природных явлений (включая, конечно же, процесс жизни организма от рождения до смерти), предложенного Больцманом. Его главное достоинство заключается в том, что «стрела времени» (как ее назвал Эддингтон) не вводится в механизмы взаимодействия, представленные в нашем примере механическим актом тасования. Этот акт, этот механизм пока что не имеет понятия о прошлом и будущем, сам по себе он полностью обратим, «стрела» же – то самое понятие о прошлом и будущем – появляется из статистических соображений. В нашем примере с картами фокус в том, что существует лишь одно (или очень мало) упорядоченное расположение карт, в то время как неупорядоченным счет идет на миллиарды миллиардов.
Тем не менее, теория снова и снова подвергается нападкам, иногда со стороны очень умных людей. Нападки сводятся к следующему: теория нездорова с точки зрения логики. Поскольку, как утверждается, если основные механизмы не различают два направления хода времени и работают абсолютно симметрично в этом отношении, каким образом результатом их совместной работы является поведение всего в целом, сильно смещенное в одном направлении? Все, что выполняется в одном направлении, должно так же хорошо выполняться и в другом.
Если этот аргумент правомочен, то он, по-видимому, представляет собой смертный приговор теории, так как нацелен на ту самую точку, которая считается основным ее достоинством: вывод необратимых событий из обратимых основных механизмов.
Аргумент совершенно правомочен, но, тем не менее, фатальным не является. Аргумент логичен в том, что касается утверждения об эквивалентности протекания процессов в противоположных направлениях времени, которое с самого начала считается совершенно симметричной переменной. Но нельзя сразу же делать вывод о том, что это справедливо в обоих направлениях. Осторожно подбирая слова, следует сказать, что в произвольном частном случае процесс протекает либо в одном, либо в другом направлении. К этому следует добавить: в частном случае мира, как мы его знаем, его «истощение» (термин, употребляемый время от времени) происходит в одном направлении, которое мы называем направлением из прошлого в будущее. Другими словами, статистической теории тепла необходимо дать возможность самостоятельно определить, в каком направлении течет время. (Это имеет исключительно важные последствия для методологии физика. Он никогда не должен вводить то, что независимо определяет направление стрелы времени, так как в противном случае красивое строение Больцмана рушится.)
Могут возникнуть опасения, что в различных физических системах статистическое определение времени не всегда может означать одно и то же его направление. Возможность этого Больцман встретил смело: он утверждал, что если вселенная достаточно велика и/или существует достаточно долго, в отдаленных частях мира время может идти в обратном направлении. Это утверждение оспаривалось, однако продолжение споров вряд ли имеет смысл. Больцман не знал, что нам представляется по крайней мере чрезвычайно вероятным то, что вселенная, как мы ее знаем, ни достаточно велика, ни достаточно стара для того, чтобы вызывать подобные обращения в большом масштабе. Я прошу вас разрешить мне заметить, не вдаваясь в подробности, что в очень мелком масштабе и пространства, и времени подобные обращения наблюдались (броуновское движение, Смолуховский).
По моему мнению, «статистическая теория времени» имеет большее значение для философии, чем теория относительности. Последняя, будучи революционной, не затрагивает однонаправленного хода времени, а предполагает его изначально, тогда как статистическая теория конструирует его из порядка событий. Это означает освобождение от тирании старика Хроноса. То, что мы сами воссоздаем в наших умах, не может иметь, как мне кажется, диктаторской власти над нашим разумом, ни власти над выдвижением его на первый план, ни власти над его уничтожением. Впрочем, некоторые из вас, я уверен, назовут это мистицизмом. Поэтому, отдав должное тому факту, что физическая теория во все времена остается относительной (в том смысле, что она зависит от некоторых основополагающих предположений), мы можем, как мне кажется, утверждать, что физическая теория в ее современном состоянии определенно предполагает нерушимость Разума Временем.
Глава VI
Загадка чувственных качеств
В последней главе я бы хотел несколько более подробно продемонстрировать весьма странное состояние дел, уже отмеченное в знаменитом фрагменте Демокрита из Абдер, – тот странный факт, что, с одной стороны, все наши знания об окружающем нас мире, и полученные в повседневной жизни, и обнаруженные благодаря тщательно спланированным трудоемким экспериментам, всецело основаны на непосредственном чувственном восприятии; в то же время, с другой стороны, эти знания не раскрывают отношения чувственных восприятий и внешнего мира, поэтому в картине или модели внешнего мира, построенной на базе научных открытий, все чувственные качества отсутствуют. И если первая часть этого утверждения, думается, легко допускается каждым, вторая половина осознается не так часто по той простой причине, что не ученые, как правило, очень почтительно относится к науке и приписывают нам, ученым, возможность выяснять с помощью «сказочно совершенных методов» то, что обычным смертным не под силу.
Если вы спросите у физика, что, в его понимании, есть желтый свет, он вам ответит, что это поперечные электромагнитные волны, длина которых примерно равна 590 нанометрам (нм). Если вы спросите его: «а где тут желтый?», то он ответит: «в моей картине его нет совсем, но когда эти колебания попадают на сетчатку здорового глаза, у человека, которому принадлежит этот глаз, возникает ощущение желтого цвета.» При дальнейшем объяснении вы можете выяснить, что различные длины волн вызывают различные цветовые ощущения, причем справедливо это только для волн, длина которых лежит в диапазоне от 800 до 400 нм (приблизительно). С точки зрения физика, инфракрасные (длина волны более 800 нм) и ультрафиолетовые (длина волны менее 400 нм) волны являются тем же самым явлением, что и волны, длина которых укладывается в диапазон от 400 до 800 нм и которые воспринимаются глазом. Чем обусловлена такая избирательность? Очевидно, это адаптация к излучению солнца, интенсивность которого в этом диапазоне максимальна и убывает на каждом из его концов. Более того, присущее нам наиболее яркое цветоощущение – ощущение желтого цвета – наблюдается в том месте вышеуказанной области, где излучение солнца проявляет максимум, настоящий пик.
Далее мы можем спросить: «ощущение желтого цвета вызывается только излучением, длина которого лежит в окрестности 590 нм, или нет?» Ответ таков: вовсе нет. Если волны, длина которых 760 нм, которые сами по себе вызывают ощущение красного цвета, смешать в определенном соотношении с волнами, длина которых 535 нм, которые сами по себе вызывают ощущение зеленого, то получившаяся смесь вызовет ощущение желтого цвета, неотличимое от того, которое вызывается излучением с длиной волны 590 нм. Два рядом расположенных экрана, один из которых освещен смесью, а другой – чистым спектральным светом, выглядят совершенно одинаково, вы не сможете отличить один от другого. Можно ли было предсказать этот феномен, основываясь на длинах волн – существует ли числовая связь с этими физическими, объективными характеристиками волн? Нет. Конечно, карта всевозможных смесей подобного рода была получена эмпирическим путем; она носит название цветового треугольника. Но связь с длинами волн непростая. Не существует общего правила, согласно которому смесь двух спектральных цветов совпадает со спектральным цветом, расположенным между ними; например, смесь «красного» и «синего» цветов, расположенных на концах спектра, дает «пурпурный», который не воспроизводится источником спектрального света. Более того, указанная карта, цветовой треугольник, у разных людей немного отличается, у тех, кого называют аномальными трихроматами (которые не являются дальтониками) он отличается существенно.
Ощущение цвета невозможно объяснить в рамках объективной картины волн света, имеющейся у физиков. А мог бы физиолог объяснить это, обладай он более полными знаниями о процессах, происходящих в сетчатке, и вызываемых ими нервных процессах в зрительных нервных узлах и мозге? Я так не думаю. В лучшем случае мы бы получили объективные знания о том, какие нервные волокна возбуждаются и в каком соотношении; вероятно, точно узнали бы процессы, которые они вызывают в определенных клетках мозга – в те моменты, когда наш разум регистрирует ощущение желтого цвета в определенном направлении или области нашего поля зрения. Но даже такое подробное знание ничего не расскажет нам об ощущении цвета, в частности желтого, в этом направлении – а ведь в ощущении сладкого вкуса или чего-либо еще, возможно, участвуют те же самые физиологические процессы. Все, что я хочу сказать – мы можем быть уверены, что не существует такого нервного процесса, объективное описание которого содержит характеристику «желтый цвет» или «сладкий вкус», точно так же, как объективное описание электромагнитных волн не содержит никакой из этих характеристик.
То же самое справедливо и в отношении других ощущений. Очень интересно сравнить восприятие цвета, которое мы только что рассмотрели, с восприятием звука. Звук передается нам посредством упругих волн сжатия и растяжения, распространяющихся в воздухе. Их длина – точнее, частота – определяет высоту слышимого звука. (N.B. К физиологии имеет отношение частота, а не длина волны, как и в случае света, хотя в случае света эти величины практически точно обратно пропорциональны, поскольку скорости распространения света в пустом пространстве и в воздухе отличаются неощутимо.) Нет нужды объяснять, что частотный диапазон «слышимого звука» сильно отличается от частотного диапазона «видимого света» – звуковой диапазон простирается от 12–16 до 20000–30000 колебаний в секунду, тогда как для света эти цифры имеют порядок сотен триллионов. Относительный диапазон, однако, шире в случае звука, он охватывает около десяти октав (против одной с натяжкой для «видимого света»); более того, эта величина индивидуальна и изменяется с возрастом: неуклонное снижение верхней границы диапазона достигает значительной величины. Но наиболее удивительным фактом, связанным со звуком, является то, что смесь нескольких различных частот не воспринимается как чистый тон промежуточной высоты. Наложенные тоны воспринимаются раздельно, хотя и одновременно, особенно людьми с музыкальным слухом. Подмешивание более высоких нот («обертонов»), обладающих разными качествами и амплитудами, придает звучанию то, что мы называем тембром (нем.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10