ЕНКМ_3 часть

вызвано волокнами грибницы опенка. Иногда светятся также и гниющие ветки; это свечение вызывается бактериями. Сухие листья березы и дуба, скопившиеся толстым слоем и полусгнившие, явственно излучают свет на определенной стадии распада. В этом случае свечение приписывают волокнам грибка.

Кошачьи глаза. Всем знаком сильный свет, который, как кажется, излучают глаза кошки. Однако в действительности этот свет представляет собой отраженный, точнее, направленно отраженный свет, подобный свету фары велосипеда или нимбам на росистой траве. Лучи, проникающие сквозь роговицу, образуют в глазу четкое изображение. Это изображение отражает свет так, что пучок лучей возвращается практически по тому же пути, по которому он проник в глаз. Иногда свечение кошачьих глаз заметно на расстоянии 80 м.

Свет, отраженный глазами собаки, становится красноватым. Глаза овец, кроликов и лошадей тоже светятся, но глаза человека этим свойством не обладают.

Искры от камней. Если ударить два камня друг о друга в возможно более темном месте – появятся искры и специфический запах. Искры представляют собой обломавшиеся частицы, нагретые при ударе до такой степени, что они начинаются светиться. Запах объясняется тем, что при ударе освобождается некоторое количество газа.

Блуждающие огни. Народные сказания повествуют о блуждающих огнях, танцующих на кладбищах и заманивающих путников в болота. Их существование, однако, отнюдь не сказка. Их

251

видел и описал знаменитый астроном Бессель и др. Трудность в том, что это явление имеет множество различных форм.

Блуждающие огни появляются в болотах, в местах, где добывают торф, и вдоль канав. Они напоминают крошечное пламя, высотой от 1 до 12 см и шириной не более 4 см. Иногда они возникают непосредственно на земле, иногда же плывут приблизительно в 10 см над ней. Во многих случаях наблюдаются блуждающие огни, горящие без перерыва часами, в продолжение всей ночи и даже днем. Чаще всего они внезапно появляются и так же внезапно исчезают.

Какова же природа этого загадочного пламени? Предполагается, что это может быть фосфористый водород, который способен самопроизвольно загораться в воздухе. Эти газы могут образовываться при распаде гниющих веществ. Само пламя – одна из форм хемилюминесценции. Низкая температура часто характерна для реакций такого рода.

Человеческое зрение. Глаз, орган зрения, воспринимающий свет. Глаз человека имеет сферическую форму, диаметр его около 25 мм. Стенка этой сферы (глазного яблока) состоит из трех основных оболочек: наружной, представленной склерой и роговицей; средней, сосудистого тракта, – собственно сосудистой оболочки и радужки; и внутренней – сетчатки. Глаз имеет вспомогательные структуры (придатки) – веки, слезные железы, а также мышцы, обеспечивающие его движения.

Зрение – процесс, обеспечивающий восприятие света. Мы видим объекты потому, что они отражают свет. Цвета, которые мы

252

различаем, определяются тем, какую часть видимого спектра отражает или поглощает предмет. Когда клетки сетчатки, колбочки и палочки, подвергаются воздействию света с длиной волны от 400 нм (фиолетового) до 750 нм (красного), в них происходит химическая реакция, вследствие которой возникает нервный сигнал. Этот сигнал достигает мозга и порождает в бодрствующем сознании ощущение света.

Зрительные системы. В глазу человека (и многих животных) есть две световоспринимающие системы: колбочки и палочки. Зрительный процесс лучше изучен на примере палочек, но есть основания полагать, что в колбочках он протекает сходным образом.

Если перейти из места с ярким освещением в слабо освещенное, как это бывает при посещении театра в полдень, то интерьер покажется вначале очень темным. Но через несколько минут это впечатление проходит, и предметы становятся хорошо различимыми. Во время адаптации к темноте зрение почти полностью зависит от палочек, так как они лучше работают при слабой освещенности. Ввиду того, что палочки не различают цвета, при низкой освещенности зрение бесцветно (ахроматическое зрение).

Если глаз внезапно подвергается воздействию яркого света, мы плохо видим в течение короткого периода адаптации, когда основная роль переходит к колбочкам. При хорошем освещении мы вполне различаем цвета, поскольку цветовое восприятие является функцией именно колбочек.

Теории цветового зрения. Основу изучения цветового зрения заложил Ньютон, показавший, что с помощью призмы белый свет

253

можно разложить на непрерывный спектр, а путем воссоединения компонентов спектра вновь получить белый свет. В дальнейшем было предложено много теорий для объяснения цветового зрения.

Классической стала теория цветового зрения Г. Гельмгольца, модифицирующая теорию Т. Юнга. Она утверждает, что все цвета могут быть получены смешением трех основных цветов: красного, зеленого и синего, а восприятие цвета определяется на сетчатке тремя разными светочувствительными веществами, локализованными в колбочках. Эта теория получила подтверждение в 1959 г., когда было обнаружено, что в сетчатке имеется три типа колбочек: одни содержат пигмент с максимумом поглощения в синей части спектра (430 нм), другие – в зеленой (530 нм), третьи – в красной (560 нм). Спектры их чувствительности частично перекрываются. Возбуждение колбочек всех трех типов создает ощущение белого цвета, «зеленых» и «красных» – желтого, «синих» и «красных» – пурпурного.

Однако теория Гельмгольца не давала объяснения целого ряда феноменов цветового восприятия (например, ощущения коричневого или появления цветных остаточных изображений – т.н. послеобразов), что стимулировало создание альтернативных теорий. В 19 в. немецкий физиолог Э. Геринг выдвинул теорию оппонентных цветов, согласно которой цветовое восприятие основано на антагонизме некоторых цветов: как белое (состоящее из всех цветов) противоположно черному (отсутствию цвета), так желтое – синему, а красное – зеленому. В последние десятилетия, когда появилась возможность регистрировать активность отдельных нейронов и удалось выявить тормозные механизмы в деятельности

254

нейросенсорных систем, стало ясно, что эта теория в целом адекватно описывает функцию ганглиозных (ганглий – нервный узел, скопление нервных клеток, волокон и сопровождающей их ткани – глии) клеток и более высоких уровней зрительной системы. Таким образом, теории Гельмгольца и Геринга, которые долгое время считались взаимоисключающими, обе оказались в основном справедливы и дополняют друг друга, если рассматривать их как описание разных уровней цветового восприятия.

Цветовая слепота чаще всего бывает наследственной и передается обычно как рецессивный сцепленный с X-хромосомой признак. Это весьма распространенный дефект зрения: им страдают 4–8% мужчин и 0.4% женщин в европейских популяциях. Во многих случаях цветовая слепота выражается лишь небольшими отклонениями в восприятии красного и зеленого; способность же подбирать все цвета соответствующим смешением трех основных цветов при этом сохраняется. Эту форму цветовой слепоты определяют как аномальное трихроматическое зрение. Другая ее форма – дихроматическое зрение: люди с этой аномалией подбирают все цвета путем смешения только двух основных цветов. Чаще всего встречается нарушение восприятия красного и зеленого цветов (т.н. дальтонизм), но иногда – желтого и синего. Третья форма, крайне редкая, – это монохроматическое зрение, т.е. полная неспособность различать цвета.

Цветовое зрение у животных. Несмотря на широко распространенное убеждение, что цветовое зрение – редкость у млекопитающих, большинство которых якобы видит только оттенки

255

серого, судя по накапливающимся фактам, многие виды, включая домашних кошек и собак, все же, хотя бы в некоторой степени, различают и цвета. Цветовое зрение, вероятно, наиболее развито у приматов, но известно также у лошади, жирафа, виргинского опоссума, нескольких видов белок и многих других.

У животных, ведущих ночной образ жизни часто цветовое зрение отсутствует (ночные и глубоководные рыбы, ночные птицы и др.). Считается, что отсутствие среди млекопитающих видов с яркой разноцветной окраской связано с утратой большинством представителей этого класса цветового зрения. Вспомним, среди птиц очень много ярких, пестрых видов. Яркая окраска чаще встречается у самцов и служит обычно для привлечения самки. Если бы птицы не могли различать цвета, окраска не могла бы выполнять такой функции.

Однако и располагая неопровержимыми доказательствами способности того или иного животного различать цвета, нам крайне трудно представить себе мир его глазами. Для пчелы самым насыщенным цветом оказывается ультрафиолетовый, затем в убывающей степени идут сине-фиолетовый, желтый и сине-зеленый. Значит, пчела может видеть разные цвета там, где мы видим все однотонным и наоборот. Так что, даже исследовав все особенности зрения кошек и собак, вряд ли мы с уверенностью сможем понять, как выглядит мир их глазами.

Первые позвоночные, которые появились на Земле, различали цвета лучше нас. Первобытная рыба, ставшая родоначальницей рептилий, птиц и млекопитающих, имела в глазах четыре цветовых

256

рецептора – утверждает Мики Роув, биолог из Калифорнии. В то время как у человека и приматов их всего три. Да и сейчас многие виды, от скворцов до хамелеонов, обладают четырьмя рецепторами. Три как у нас, а четвертый воспринимает цвета ультрафиолетового спектра. Так что цветок, который видится нам белым, для птиц - другой!

Почему же природа обделила человека? Все дело в том, что наши «ближайшие» предки, доисторические млекопитающие, были ночными животными и не нуждались в цветовом зрении. Так они потеряли два из четырех фоторецепторов. Впоследствии из одного из оставшихся развились рецепторы для зеленого и красного. Однако человек превосходит птиц, ящериц и рыб в другом: цветовое восприятие зависит еще и от того, насколько хорошо мозг преобразует сигналы органов зрения. И поскольку отделы мозга, ответственные за видение мира, у людей хорошо развиты, мы можем различать до 2 миллионов цветовых оттенков.

Подумайте и ответьте:

1.Как возникает цвет неба?

2.Что такое утренняя и вечерняя заря?

3.Как формируются цвета Солнца, Луны, звезд, облака?

4.Как получается цвет воды, моря?

5.Что можно сказать о цвете твердых тел?

6.Какие бывают светящиеся растения, животные и камни?

7.Что можно сказать о зрении и теории цветового зрения?

257

8. В чем особенность цветового зрения у животных?

258

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1Artsimovich L.A. Controlled Thermonuclear Reactions // Gordon and Breach

Science Publishers.: NY, 1964.

2Biomedical Nanostructures. Edited by: Gonsalves, Kenneth E.; Halberstadt, Craig R.; Laurencin, Cato T.; Nair, Lakshmi S. // John Wiley & Sons.: New

Jersey, 2008.

3Colaprete A. et al. Detection of water in the LCROSS ejecta plume // Science,

330 (2010) P. 463-468.

4Fowler Т.К., The Fusion Quest // The John Hopkins Univ. Press, 1997.

5Guth A.H. Inflationary universe: a possible solution to the horizon and flatness

problems // Phys. Rev. D, 23 (1981) P. 347-356.

6Linde A.D. A new inflationary Universe scenario // Phys.Lett. B, 108 (1982) P.

389-393.

7Kopal Z. and Carder R.W. Mapping of the Moon // D.Reidel Publ. Comp.:

Dordrecht-Hollad/Boston-USA, 1974.

8Lawson J. D., Some criteria for a power producing thermonuclear reactor //

Proc. of the Phys. Soc. B, 70 (1957) P. 6

9Lindl J. Development of the indirect drive approach to inertial confinement fusion and the target physics basis for ignition and gain // Phys. Plasmas, 2

(1995) P. 3933.

10Johnson N. Fiftieth Anniversary of First On-Orbit Satellite Fragmentation // Orbital debris. Quarterly News, 15 (2011) P. 3-5.

11Nakai S. // Nucl. Fusion, 30 (1990) P. 1779.

12Niu К., Nuclear Fusion // Cambridge University Press.: Cambridge, 1989.

13Paige D. A. et al. LRO-Diviner Lunar Radiometer observations of cold traps in the Moon’s south polar region // Science, 330 (2010) P. 22.

14Readhead А. // http://lenta.ru./world/2002/05/24/cosmos/

15Shevchenko V.V. et al. The IAU/WGPSN Lunar Task Group and the status of lunar nomenclature // LPS-40 (2009) P. 2016.

16Shevchenko V.V., Mitrofanov I.G., Kozlova E.A., Shangaraev A.A. and the LEND Science Team. Epithermal flux depression and PSR in Shoemaker crater (2011). Abstract No. 2MS3-LS-09b, The second Solar system symposium “Moons of planets”, Moscow, Russia, October 10 - 14, 2011.

17Stroth U. et.al. // Nucl. Fusion, 36 (1996) P. 1063.

18Tabak M. // Phys. Plasmas, 1 (1994) P. 1626.

19Technical Basis for the ITER Detail Design Report // Cost Review and Safety Analysis, IAEA.: Vienna, 1997.

20Teller Е., Fusion // Academic Press.: NY, 1981.

259

21Van Boekel R. et. al., ESO // Press Release, 3l/ 03.26.10.2003

22Аллен К.У., Астрофизические величины // М:. Мир, 1977, с. 406.

23Астероидно-кометная опасность: вчера, сегодня, завтра. Под редакцией Б.М. Шустова, Л.В.Рыхловой // Москва.: Физматлит, 2010.

24Базаров И.П., Термодинамика: Учеб. Для вузов. – 4-е изд., перераб. и доп. // М.: Высшая Школа, 1991.

25Бондаренко В.А., Дольников В.Л. Фрактальное сжатие изображений по Барнсли-Слоану // Автоматика и телемеханика, №5 (1994) с. 12-20.

26Буккель В. Сверхпроводимость: Основы и приложения // Москва.: Мир, 1975.

27Васильев А.Н. // Соровский образовательный журнал, 31 марта (2001) с. 44.

28Велихов Е.П., Путвинский С.В., Доклад от 22.10.1999, выполненный в рамках Energy Center of the World Federation of Scientists // http://thermonuclear.narod.ru/rev.html

29Витолин Д. Применение фракталов в машинной графике // ComputerworldРоссия, No 15 (1995) с. 11.

30Воробьев Ю.Л. Глобальные проблемы как источник чрезвычайных ситуаций. // УРСС.: Москва, 1998, с. 14 – 24.

31Воронов Г. // Вокруг Света, 10 (2008), c. 86.

32Галимов Э.М. Замыслы и просчеты. М.: Едиториал УРСС, 1994. С.124.

33Гинзбург В.Л. О науке, о себе и о других // М.: Физматлит, 2003.

34Гинзбург В.Л. О сверхпроводимости и сверхтекучести. Автобиография // М.: Физматлит, 2006.

35Гуревич А.В., Димант Я.С., Днестровский Ю.Н., Разумова К.А. // Письма в ЖЭТФ, 26 (1977) с. 733.

36Двали Г. // В мире науки, № 5 (2004) с. 59.

37Днестровский Ю.Н., Костомаров Д.П., Переверзев Г.В., Тарасян К.Н. // Физика плазмы, 4 (1978) с. 1001.

38Днестровский Ю.Н., Костомаров Д.П., Попов А.М. // Физика плазмы, 2 (1976) с. 167.

39Днестровский Ю.Н., Лысенко С.Е., Смит Р. // Физика плазмы, 3 (1977) с. 18.

40Еремеева А.И. Астрономическая картина мира и научные революции // Вселенная, астрономия, философия. М., 1988. С. 169-180.

41Еремеева А.И., Цицин Ф.А. История астрономии (основные этапы развития астрономической картины мира) // М., 1989.

42Естественно-научная картина мира. Часть 2. Под редакцией академика АН РТ Н.А. Сахибуллина, 2011.

260