Читать интересную книгу Статьи и речи - Максвелл Джеймс Клерк

То, что многие не только продолжают верить, основываясь на смешивании красок, что голубой и жёлтый дают зелёный, но даже убедили себя, что они могут отделить ощущение голубизны и желтизны в ощущении зеленого, служит поразительной иллюстрацией мышления.

До сих пор мы анализировали свет, используя окрашенные вещества. Теперь мы должны вернуться, ещё под руководством Ньютона, к призматическому спектру. Ньютон не только

Раскрыл, что таит в себе сиянье дня,

но и указал, как свести цвета опять вместе. У нас здесь чистый спектр, но вместо того чтобы ловить его на экране, мы пропустим его через линзу, достаточно большую, чтобы собрать все цветные лучи. Эти лучи проходят в соответствии с хорошо известными положениями оптики, чтобы дать изображение призмы на экране, расположенном на соответствующем расстоянии. Это изображение создаётся лучами всех цветов, и вы видите результат: оно белое. Но если я задержу любые цветные лучи, изображение более не будет белым, а станет цветным; если я пропущу лучи только одного цвета, изображение призмы окажется того же цвета.

Здесь у меня есть набор щелей, с помощью которых я могу выделить один, два или три вида лучей спектра; они-то и создадут изображение призмы, в то время как остальные лучи будут задержаны. Это даёт мне полную власть над цветами спектра, и я могу образовать на экране любой возможный оттенок, меняя ширину и положение щелей, через которые проходит свет. Я также мог бы, поставив линзу на пути света, показать вам увеличенное изображение щелей, на котором бы вы увидели различные сорта света, которые составляют смесь.

Есть цвета — красный, зелёный и голубой, а смесь этих трёх, как видите, почти белая. Попытаемся смешать два из этих цветов. Красный и голубой дают яркий пурпур или темно-красный; зелёный и голубой дают цвет морской волны или лазурный; красный и зелёный — жёлтый.

Здесь мы вновь сталкиваемся с не всем известным фактом. Ни один художник, желая получить ярко-жёлтую краску, не станет смешивать красную и зеленую. В результате получился бы грязный серовато-коричневый цвет. Природа снабжает художника яркими жёлтыми красками, и он пользуется ими. При смешении красной и зеленой красок на палитре, красный свет, рассеиваемый красной краской, теряет почти всю свою яркость, проходя среди частиц зеленой, и то же относится к зеленому свету. Но если кисть, которой мы рисуем, состоит из лучей света, то эффект от двух слоёв цвета получается совсем другой. Красный и зелёный дают очень яркую желтизну, интенсивность которой, как можно показать, равна интенсивности чистейшего желтого в спектре.

Теперь я расположу щели так, чтобы они пропускали жёлтый свет спектра. Как видите, он подобен по цвету жёлтому, полученному смешением красного и зеленого, но отличается от смеси, будучи строго однородным с физической точки зрения: призма не разделяет его на две части, как смесь. Теперь скомбинируем этот жёлтый с голубым из спектра. В результате получаем не зелёный; мы можем сделать его розовым, если наш жёлтый был тёплой окраски, но если мы выберем зеленовато-жёлтый, то сможем получить хороший белый.

Вы увидели наиболее замечательные комбинации цветов — другие отличаются от них по степени, но не по качеству. Теперь я должен попросить вас не думать больше о физических устройствах, с помощью которых вы смогли увидеть эти цвета, и сосредоточить внимание на цветах, которые вы видели, т. е. на некоторых ощущениях, которые доходят до вашего сознания. Здесь мы сталкиваемся с такого рода трудностями, которые не встречаются при чисто физическом исследовании. Мы все можем воспринимать эти ощущения, но никто не может описать их. Они не только субъективное свойство, но и непередаваемое свойство. Мы называем внешние объекты, возбуждающие наши ощущения, но не сами ощущения.

Когда мы смотрим на широкое поле одного цвета, будь то цвет действительно простой или составной, мы обнаруживаем, что ощущение цвета воспринимается как одно и неделимое. Мы не можем так выделить те элементарные ощущения, из которых оно состоит, как мы можем различить отдельные ноты музыкального аккорда. Цвет, следовательно, должен рассматриваться как нечто простое, качественно способное к изменениям.

Чтобы привнести качество в точную науку, мы должны понять, как оно зависит от значений одной или более величин, и первый шаг в этом — определение числа переменных, которые необходимы и достаточны для определения качества цвета. Нам не надо никаких тщательных экспериментов для доказательства того, что качество цвета может изменяться тремя, и только тремя, независимыми способами.

Один способ выразить это — сказать вслед за художниками, что цвет может изменяться по окраске, тону и оттенку. Лучший пример цветового ряда, изменяющегося по окраске,— сам спектр. Разница в окраске может быть проиллюстрирована разницей между соседними цветами в спектре. Ряд окрасок в спектре неполон; поэтому для получения пурпурных оттенков мы должны смешать красный и голубой.

Тон может быть определён как степень чистоты цвета. Таким образом, ярко-жёлтый, темно-жёлтый и кремовый создают цветовой ряд, примерно одинаковый по окраске, но изменяющийся по тону. Тона, соответствующие любой данной окраске, создают ряд, начинающийся с наиболее ярко выраженного цвета и заканчивающийся совершенно нейтральным тоном.

Оттенок можно определить как больший или меньший недостаток яркости. Если начать с какого-либо тона любой окраски, то можно создать постепенный переход от этого цвета к чёрному, и этот переход есть последовательность оттенков этого цвета. Таким образом, можем сказать, что коричневый — это тёмный оттенок оранжевого.

Качество цвета может изменяться тремя различными и независимыми способами. Мы не можем представить себе что-либо другое. Фактически, если мы соотнесём один цвет с другим с тем, чтобы согласовать их в окраске, тоне и оттенке, два цвета будут абсолютно неразличимы. Следовательно, существуют три, и только три, способа, которыми цвет может изменяться.

Я сознательно избегал пока говорить о том, что могло быть названо научным экспериментом, а хотел указать на возможность просто из нашего повседневного опыта определить число величин, от которых зависит изменение цвета.

Возьмём некоторую точку в этой комнате: если я хочу определить её положение, я должен оценить три расстояния — а именно, высоту над полом, расстояние от стены за мной и расстояние от стены слева от меня.

Это — только один из многих способов определения положения точек, но один из наиболее удобных. И цвет также зависит от трёх величин. Если мы укажем интенсивность трёх первичных цветовых ощущений и сможем каким-либо способом измерить эти три интенсивности, то можем рассматривать цвет как определённый этими тремя измерениями. Следовательно, определение цвета подобно определению точки в комнате, поскольку оба они зависят от трёх измерений.

Сделаем следующий шаг и предположим, что цветовые ощущения, измеренные по некоторой шкале интенсивности, и точка, для которой известны три расстояния, или координаты, содержат одинаковые по величине степени интенсивностей и число футов соответственно. Тогда мы можем сказать, используя геометрическую интерпретацию, что цвет описывается математически точкой, определённой в комнате таким образом; и если есть несколько цветов, представленных несколькими точками, то хроматические связи цветов будут соответствовать геометрическим связям точек. Такой метод выражения связей цветов очень помогает воображению. Эти связи цветов, устанавливаемые чрезвычайно ясно, вы найдёте в книге Бенсона «Руководство по цвету», одной из очень немногих книг по цвету, в которой утверждения основаны на правильных экспериментах.

Но есть и ещё более удобный способ представить связи цветов — с помощью цветового треугольника Юнга. На плоскости невозможно представить себе все мыслимые цвета; для этого необходимо пространство трёх измерений. Но если мы рассматриваем цвета только одного и того же оттенка, т. е. цвета, у которых сумма интенсивностей трёх ощущений одинакова, то изменения в тоне и окраске всех таких цветов могут быть представлены точками на плоскости. Для этого мы должны провести плоскость, отсекающую равные отрезки от трёх линий, представляющих первичные ощущения. Часть этой плоскости внутри пространства, в котором мы распределяли наши цвета, будет равносторонним треугольником. Три основных цвета — в трёх вершинах треугольника, белый или серый — в середине его, тон, или степень чистоты, любого цвета будет определяться расстоянием от средней точки, а окраска будет зависеть от направления линии, соединяющей её со средней точкой.