Глава VII. Образы

Глава VII. Образы

На Неве

Приходилось ли вам ясным весенним утром смотреть на Неву, стоя на крыльце здания Адмиралтейства? Тяжелая громада Петропавловской крепости сумрачно глядит на вычурные линии Зимнего дворца. Строгий стиль бывшего здания биржи контрастирует с двумя ростральными колоннами, которые напоминают о тех далеких временах, когда парус, а не пар и тем более не атомное ядро служили покорителям морей и океанов. Трудно пройти мимо, не задержавшись взглядом на силуэте прошлого. Но человек устроен так, что, вспоминая о старом, он стремится к новому.

Солнечным утром в конце 50-х годов по мосту шагал молодой человек. Шагал, не глядя по сторонам, не замечая окружающего. Он спешил на работу, и его работа шла с ним. Вечером она сопровождала его домой, и усаживала за письменный стол, и не пускала ни в театр, ни в кино. И допоздна не давала уснуть. А утром, когда он просыпался, бодрый и полный энергии, она была тут как тут, и торопила его, и подгоняла новыми надеждами.

И он торопился по набережной, не глядя по сторонам и не замечая плоского здания петровской кунсткамеры и высокого крыльца университета. Так же безразлично он сворачивал с набережной направо между палисадниками и, не видя ни изумрудной зелени, ни возникавшего вдали массивного здания библиотеки, еще раз обдумывал то, что должен сделать сегодня.

Он заходил в институт, одно из первых научных учреждений, созданных Советским правительством, и, пройдя длинными коридорами, открывал дверь в лабораторию и зажигал свет. Окна в лаборатории обычно были наглухо закрыты черными шторами. Молодой человек работал над одной из старых проблем оптики. Свет здесь тоже был работником. Незаменимым, но своевольным, и его нужно было держать в руках, управлять им, как опытный наездник управляет горячей лошадью.

В этом институте живы и развиваются традиции замечательных оптиков С.И. Вавилова, Д.А. Рождественского и других ученых, посвятивших свою жизнь изучению свойств света и применению оптических явлений на пользу людям. Здесь чтят и уважают тех, кто отдает науке все время, все силы, мысли и мечты. Тут, на Васильевском острове, не только территориально, но и идейно слились, неразрывно переплелись три рукава науки — академическая, университетская и отраслевая. Объединились далекими перспективами, конкретными задачами и, самое главное, людьми, умеющими широко мыслить, дерзко провидеть будущее, упорно идти к поставленной цели.

Задача, над которой бился Юрий Николаевич Денисюк, казалась неинтересной большинству его коллег. Человечество вступило в космическую эру. Стали реальностью атомные электростанции. А его, видите ли, не удовлетворяют возможности фотографии!

Уже получены изображения огромных галактик и мельчайших вирусов. Даже отдельные молекулы зафиксированы на фотопластинках. А миллионы самых разнообразных фотоаппаратов в руках любителей и профессионалов превратили фотографию в подлинное искусство, отображающее окружающий мир во всем его многообразии. Что же еще надо?

Да, соглашались друзья, конечно, фотография не лишена недостатков. Она плоска, она мертва. Но настоящий мастер способен, несмотря на это, добиться чудесных результатов при помощи обычного фотоаппарата. А ведь существует и кино.

Есть множество более насущных или более интересных задач. Нельзя забывать и того, что над усовершенствованием фотографии трудилось множество людей, среди них и глубокие ученые, и талантливые инженеры. Здесь каждый новый шаг требует огромных усилий. Окупятся ли они?

Но Денисюк ясно понимал, что блестящие достижения фотографии заслоняют ее принципиальное несовершенство. Она способна зафиксировать на фотоэмульсии лишь ничтожную часть сведений об объекте съемки, переносимых световыми волнами. Этот порок не устранен и в кино. Огромный поток информации остается неиспользованным. Найти возможность применения всей теряемой информации — не мелочь. Сделавший такое совершит важный шаг, все последствия которого трудно предвидеть!

Табула раса

Свет солнца, вольтовой дуги или другого источника света в каком-то смысле похож на чистый лист бумаги. В самом деле, рассматривая бумагу через лупу или микроскоп, можно узнать много интересного о ее строении. Но это нужно только специалистам. Большинство людей применяет бумагу для письма, для рисования. Став основой книгопечатания, бумага привела к интеллектуальной революции. Бумага уже много веков служит основным носителем информации, текущей по номерам газет и журналов, застывающей на многие годы и века на листах книг и законодательных актов. Конечно, бумага имеет и чисто технические применения. Но и в этом она подобна свету.

Изучая особенности световых лучей, можно узнать многое. Астроному они говорят о строении далеких звезд, сталевару о ходе плавки, их применяют и в технологических целях. Для человечества свет — зеркало, в котором отражен весь окружающий нас мир. Оно собирает всю информацию о мире.

И для человека и для животного самая важная функция, выполняемая светом, — передача информации. Природа в процессе эволюции выработала наиболее сложный и совершенный из органов чувств — глаз. Чем были бы мы без зрения!

Свет, отраженный предметами внешнего мира, несет в себе богатейшую информацию. Глаз воспринимает этот свет и передает полученную информацию в мозг. Здесь-то и возникает представление о внешнем мире. Примитивное у животных, все более полное у человека. Глаз и мозг — вот основной канал, при помощи которого мы связаны с внешним миром и можем отображать его в нашем сознании.

Виктор Обухов был близорук. Стоило ему снять очки, как все расплывалось перед его глазами. Виктор уже оканчивал университет, а впервые ему пришлось надеть очки при поступлении в школу. Но и теперь он воспринимал пару копеечных стекол как чудо. Сквозь них ему открывается вся прелесть мира.

Конечно, еще в школе он умел на уроках физики объяснить, что хрусталики его глаз имеют слишком выпуклую форму и не могут создать на сетчатке резкого изображения. А вогнутые линзы очков помогают это сделать, И он знал, что дальнозорким, хрусталики которых слишком плоски, нужно носить выпуклые линзы, и тогда ослабевшие мышцы глаз могут справиться со своей задачей.

Все было просто и понятно школьнику Вите. Но студент Обухов чувствовал правоту аспиранта Денисюка, утверждавшего, что лишь при поверхностном наблюдении сложное кажется простым.

Да, да, поспешно соглашался Виктор, действительно, человек лишится счастья, а человечество прогресса, если простота и ясность детства не будут разрушаться под напором жизни.

Денисюк не стал бы тратить время на объяснение очевидного, но собеседник, вернее слушатель, необходим, чтобы отточить аргументы, и Денисюк старался сформулировать свои мысли логично и ясно.

Итак, свет, рассеянный каждым телом, несет полную информацию о нем. Далее, ни глаз Виктора, ни фотоаппарат не способны зафиксировать и малой доли этой информации. Не так ли?

Ну конечно! Как мог Виктор возразить? Стоит ему снять очки, и он становится совершенно беспомощным. Он видит свет, но не воспринимает ничего определенного. Если на сетчатке нет изображения, мозг бессилен. Он не способен извлечь что-либо определенное из информации, которая по-прежнему вливается в зрачки глаз, но, не будучи упорядоченной хрусталиком, образует на сетчатке световую кашу. Виктор в особенно тяжелом положении. У него неполноценные глаза. Людям с нормальным зрением легче. Они могут без малейшего напряжения переводить взгляд с ближних предметов на дальние и видеть все четко и ясно. Кривизна хрусталика изменяется рефлекторно, когда наше внимание переходит с одного предмета на другой. Глаз с нарушенными функциями этого сделать не может. Не может и фотоаппарат.

В фотоаппарате, где кривизна линз объектива неизменна, резкость изображения достигается изменением расстояния от объектива до эмульсии. Сбей наводку, и на пластинке не возникнет никакого изображения. Такая же каша, как у близорукого, лишенного очков. Вот это досадное свойство глаза и фотоаппарата и подчеркивал Денисюк. Изображение, образуемое линзой, содержит очень малую часть образа реальных предметов. Из всего необъятного пространства точно отображается лишь одна плоскость. Все, что вне ее, ближе или дальше, получается не резко. И чем больше расстояние от избранной плоскости, тем меньше резкость изображения. Не так ли?

Перспектива

Виктор почтительно воспринимал безупречную логику рассуждений Денисюка. Он часами рассматривал фотографию шмеля, полученную при помощи телеобъектива. Ясно видны мельчайшие ворсинки на его лайках, лепесток цветка, на котором он сидит, но все остальное расплывалось в неопределенный серый фон.

Что находилось там, когда был сделан снимок? Этого никто и никогда не узнает, хотя лучи света, несомненно, пронесли все сведения через объектив фотоаппарата. Но объектив, как бы истратив полностью свои возможности на прекрасное изображение малой части картины, навсегда погубил остальное.

Так можно ли фиксировать всю информацию, переносимую светом, и как? Над этим и думал Юрий Николаевич Денисюк.

Основное, что мы теряем, применяя для создания изображения линзы, — объемность. Недаром бытует выражение — «плоский, как фотография». Как тут не вспомнить традиционную японскую живопись. В ее традициях особенно проглядывает упорство, с которым художники стремились преодолеть пространство. Удаленные предметы на такой картине расположены над близкими. Близкие не заслоняют их. Прозрачные пастельные тона и смазанные контуры настолько соответствуют мягким горным пейзажам, что глаз не обращает внимания на главную особенность этой живописи. Но лишь только на картине возникают изделия рук человека с их четкими контурами или, помимо удаленных ландшафтов, появляется передний план, вспоминаются детские рисунки. Они плоски! Лишь живое воображение ребенка или воспитанная многими поколениями привычка позволяет, отвлекаясь от примитивной формы, домысливать телесную объемность реального мира. Дети быстро проходят путь, на который человечество затратило века. Они удивительно рано научаются переносить на бумагу изображения реального мира. Рельсы, уходя вдаль, сближаются. Телеграфные столбы становятся меньше и меньше. Лишь впоследствии дети узнают, что это называется перспективой.

Рисунок и живопись, лишенные перспективы, бесперспективны. Этот горький каламбур относится в равной степени и к абстрактной живописи, и к некоторым другим авангардистским течениям. Порывы ветра всегда вызывают рябь на поверхности воды. Создается полная иллюзия течения. Но ему не хватает глубины.

Прогресс подобен мощной реке. Он движется своим путем, несмотря на капризные дуновения и даже бури, способные на время задержать его извечный ход.

Перспектива органически свойственна фотографии. Законы оптики, управляющие прохождением света через объектив, переносят на фотоэмульсию изображение внешнего мира в полном соответствии с требованиями перспективы. Удаленный предмет получается меньшим, чем такой же самый, но более близкий. Более того, на фотографии ближние предметы заслоняют то, что находится за ними. Все это позволяет в какой-то мере судить о расстояниях. Но то еще не истинная объемность. Так мы видим, закрыв один глаз.

Виктор переводил взгляд с фотографии шмеля на репродукцию старинного японского пейзажа, задумчиво теребил дужку своих очков.

Объемное зрение, думал Виктор, результат взаимодействия физики и физиологии. Сама физика здесь бессильна. Не слишком ли многого хочет аспирант?

Ведь любой человек знает, зачем у нас два глаза. Каждый из них видит со своей точки зрения. Немного справа и немного слева. И мы не отдаем себе отчета в том, чем отличаются картины, видимые каждым из них. Обе они попадают в мозг, и он без участия сознания анализирует незначительные различия между обеими картинами и таким путем создает представления объемности.

Ни в учебниках, ни в энциклопедиях Виктор не смог обнаружить, кто и когда впервые осознал все преимущества, даваемые высшим животным тем, что они обладают двумя глазами. Не нашел он и того, когда был изготовлен первый бинокль, объединивший две галилеевы зрительные трубы.

Готовя доклад для семинара о стереоскопическом зрении, Виктор познакомился с работами Гельмгольца, в середине прошлого века не только заложившего основы современной физиологии зрения, но и создавшего телестереоскоп — прибор, как бы раздвигающий глаза человека. С помощью двух пар параллельных зеркал, крайние из которых отстояли более чем на метр, наблюдатель видел удаленные предметы столь же объемными, как близкие видны невооруженными глазами. Теперь этот принцип положен в основу большинства оптических дальномеров. Первый микроскоп для наблюдения двумя глазами оказался еще на двести лет старше, хотя осуществить его, пожалуй, было много труднее.

— Замечательно, — говорил Виктор на семинаре, — что первый стереоскоп, прибор для рассматривания объемных изображений, старше фотографии. Некий Р. Смит еще в 1738 году опубликовал специально изготовленный им парный рисунок и описал простенькое приспособление, способное создать у смотрящего через него на рисунок полную иллюзию объемности. Кто из нас не забавлялся подобными игрушками в детстве!

Виктор дотошно готовился к докладу, он даже блеснул небрежным упоминанием о том, как легко изготовить стереопару при помощи обычного фотоаппарата: достаточно сделать два снимка, не забыв перед вторым снимком сместить аппарат. Конечно, объект съемки должен оставаться неподвижным. Мозг делает свое дело безошибочно. Одновременность не обязательна даже при рассматривании. Можно достаточно быстро заслонять то один, то другой глаз. Важно лишь, чтобы в каждый глаз поступала соответствующая информация. Не следует только путать места правого и левого изображения.

Но тут взял слово Юрий Николаевич, и энтузиазм Виктора потух.

— Дело в том, — сказал Денисюк, — что после первого увлечения магией стереоскопа его популярность упала, хотя в продаже имеются и специальные стереофотоаппараты, и удобные стереоскопы. Слишком хлопотно. И несомненно, большая часть удовольствия пропадает, когда приходится смотреть в одиночку. Человек — общественное существо. Это проявляется даже в такой мелочи, как рассматривание фотографий.

— А кино? — зашумели в зале. — Вы забыли кино.

— Кино, конечно же, указало выход из тупика.

— Но частично. Кино стремилось овладеть стереоскопией, но отвергало все связанное с осложнениями для зрителя, даже специальные очки.

— Позвольте, вы забыли растровые системы, — это был ударный пункт выступления Виктора. Тысячи тонких проволочек, натянутых специальным образом, заслоняли от правого глаза то, что предназначено левому, и наоборот. Нужно было лишь слегка подвигать головой, чтобы поместить глаза в правильное положение.

— Каждый, хотя бы раз посетивший стереокино, несомненно, получил большое удовольствие от движущихся объемных изображений.

— Недавно принцип растра, — сказал Виктор в заключение, — вновь был применен для получения неподвижных объемных изображений. Я говорю об объемных открытках, появившихся теперь во многих странах. Правда, получить на них эффект стереоскопии можно лишь при соблюдении большой точности, доступной только в промышленных условиях, и делается это далеко не просто. Сдвоенное изображение надо наносить на прозрачную специальную пластмассу, на поверхности которой заранее отпрессованы тысячи мельчайших параллельных полосок. Они почти незаметны глазу, — уверял докладчик, — но их можно ощутить, проведя по поверхности ногтем. Они направляют каждому глазу ту часть изображения, которая предназначена именно для него. Вам кажется, что внутри толстого прозрачного слоя висят объемные предметы. И, взяв изображение в руку, вы с удивлением ощущаете, сколь оно тонко. И сколь сильна зрительная иллюзия, основанная на том, что мозгу в конечном итоге безразлично, каков источник поступающих к нему сигналов. Он в этих случаях как бы берет на вооружение пушкинские строки: «Ax, обмануть меня не трудно, я сам обманываться рад».

Если Виктор и не ожидал оваций, то и возражений он не ожидал. Его помощниками были солидные фолианты и даже вот высказывания классиков. Но Денисюк снова поставил точку над «i»:

— И все-таки стереоскопия не имеет будущего в получении объемных изображений. И не может его иметь. Уже задолго до новейших достижений стереоскопии было ясно, чего она не способна дать ни при каких условиях. Рассматривая стереоскопическую пару через стереоскоп или через современный растровый экран, вы видите изображение только так, как его зафиксировал фотоаппарат. Только с той точки зрения, где стоял этот аппарат. Вы не можете взглянуть на предмет немного со стороны, даже если при этом могли бы открыться самые интересные детали. И ясно почему: на пластинке зафиксировано только то, лишь то, что «видел» объектив фотоаппарата. Все, что прошло мимо, безнадежно потеряно. Но потеряна и часть информации, попавшая на объектив. Она могла быть зафиксирована, но пропала втуне. Простите, но я снова повторяю, мы все еще не умеем фиксировать всю информацию, переносимую светом.

Горшки и боги

Виктор старался не пропустить ни одной возможности понаблюдать за работой Денисюка. Точность и изящество опытов аспиранта доставляли чисто эстетическое наслаждение. Он был так углублен в работу, что его не отвлекало присутствие посторонних — только бы не мешали. А Виктор и не считал себя посторонним, как-никак, а он прикомандированный студент. Но иной научный сотрудник всем своим видом давал понять: не болтайся под ногами. Или считал студентов даровой рабочей силой, способной лишь таскать аккумуляторы, сверлить дырки и подсоединять провода.

Денисюк понимал и ценил любознательных. Он на собственном опыте убедился в том, что развитие ученого во многом зависит от условий, в которые он попадает, от людей; его окружающих. У Виктора сложилось впечатление, будто Денисюк немного завидует ему, студенту университета. Виктор знал, что Денисюк тоже стремился поступить в университет, но жизнь распорядилась иначе.

Денисюк родился в Сочи в семье шофера и официантки. Отец рано ушел из жизни маленького Юры. Вскоре ему пришлось распроститься и с солнечным югом. Мать переехала в Ленинград. Здесь он поступил в школу, здесь на мальчика обрушилась война. Целый год они оставались в блокированном городе. Пережили все, что пришлось на долю мужественных ленинградцев. В сорок втором их эвакуировали. Сильный организм пятнадцатилетнего Юрия быстро справился с последствиями блокадных тягот. Он поступил в техникум. К тому времени в нем по-настоящему расцвела любовь к физике, склонность к которой возникла еще в школе. Юрий в свободное время читал вузовские учебники физики, углубленно изучал математику.

Как все мальчики военных лет, он торопил время, чтобы скорей стать взрослым, попасть в авиационные или в танковые войска, а физика и математика и знание мотора могли быстрее открыть ему двери военкомата. Но советский народ добился победы без его участия. В мирной жизни возникло множество неотложных дел.

Физика исподволь входила в его жизнь. Сперва, это было юношеское увлечение, сохранившееся и после того, как он возвратился в Ленинград, где окончил судостроительный техникум. Увлечение перешло в истинную страсть, когда обстоятельства заставили его отказаться от университета и поступить на работу.

Книги Поля де Крюи, не имевшие никакого отношения к физике, чудесным образом разжигали страсть к науке.

Мать сыграла решающую роль в жизни Денисюка. От нее он унаследовал и способности, и стремление к знаниям. Она стала инженером, и хорошим инженером, и он не мог от нее отстать. Денисюк поступил на вечернее отделение Ленинградского института точной механики и оптики. Иного выбора не было. Здесь существовал физический факультет, а на физическом факультете университета отсутствовало вечернее отделение.

Виктор знал, что даже после окончания института Денисюк не смог заняться физикой. Его направили в Государственный оптический институт, и он попал в лабораторию, где разрабатывали новые оптические приборы. Но физикой здесь занимались другие. Денисюк должен был решать инженерные задачи. И он решал их. Долг, прежде всего. Но были и свободные часы. Они принадлежали физике. Он продолжал готовить себя для физики.

Время от времени, когда Денисюк проявлял свои пластинки и полная темнота заставляла Виктора сидеть без дела, Денисюк делился с ним своими мыслями:

— Создавать новые оптические приборы, — говорил он, — сложно и интересно. Сложно потому, что они достигли высокого совершенства и каждый дальнейший Шаг здесь труден. Интересно, ибо только преодоление трудностей может увлечь по-настоящему. То, что дается легко, быстро надоедает. Мне как инженеру приходилось выполнять много простых заданий. Они были необходимы для лаборатории, но мне хотелось чего-нибудь посложней.

— А в это время, — продолжал Денисюк, — мне попался научно-фантастический рассказ. Его герой научился создавать, копии реальных предметов, не изображения, а именно копии. Точные копии, неотличимые от оригинала. Меня как обухом ударило. Возможно, я подсознательно стремился к чему-то подобному. Зерно попало в подготовленную почву. Мне казалось, я могу, я должен этого достичь. Конечно, такое в план не включишь. И я решил идти в аспирантуру. Мне повезло. Я поговорил с Евгением Федоровичем Юдиным, замечательным человеком и опытным фотометритом. Он меня понял и согласился быть моим руководителем. Правда, потом он признался, что не поверил моим бредням. Просто он увидел — человек горит, его не переубедишь. Творческий ученый, считал Евгений Федорович, всегда полезен. «Пусть Денисюк перебесится, — думал он, — погоняется за химерами, а потом возьмется за реальное дело». Но и потом, когда дело сдвинулось, он не мешал мне идти своим путем. Интересовался. И я, рассказывая ему о трудностях и препятствиях, легче находил пути их преодоления.

— Великое дело, — закончил Денисюк, — внимательный, вдумчивый слушатель. Он, как катализатор, возбуждает умственные реакции.

— Значит, вы пришли в науку от фантастики? — спросил Виктор.

— Считай что так. Но скорее от философии. Я еще в вузе увлекся ленинской теорией отражения. Знаешь, как у него. Развитие от простейшей формы отражения, свойственной мертвой природе, к мышлению, высшей форме отражения. Мне захотелось найти способ отображать реальные предметы так полно, чтобы в отображении содержались мельчайшие особенности оригинала. Фотография не способна к этому, она показывает лишь плоские мертвые тени.

Иероглиф или письменный текст дают в каком-то смысле больше. Грамотный читает «собака» или «орел» и представляет себе образ до волоска, до перышка.

Я хотел при помощи оптики придумать такой код, такой шифр, чтобы он поддавался расшифровке без помощи воображения. И я нашел его в самой основе оптики. В свойствах световых волн, в законах волновых полей.

Виктору иногда казалось, что Денисюк в своем увлечении забывает о его присутствии. Он слышал не рассказ, не объяснение, а поток мыслей. Он становился участником творческого процесса. Денисюк как бы вновь и вновь переосмысливал свою работу, ее основы и детали. А Виктор лишь «отражал» мысли ученого, облегчая ему переход от одного шага рассуждений к следующему. Каждый предмет отражает свет по-своему, и свет уносит информацию о предмете. Очень подробную информацию о его форме и цвете, о способности поглощать и отражать различные световые волны. Фотографический объектив и эмульсия записывают лишь малую часть этого потока информации.

Гораздо большую информацию можно извлечь, сравнивая структуру волны, отраженной предметом, с падающей волной, с волной, бегущей от источника света и еще не искаженной никаким предметом... Не искаженной предметом... предметом...

Вот он, скачок, без которого невозможен прорыв в неведомое!

В этой мысли подсознательно сплелись и теория отражения, и волновая теория света. А явление интерференции — взаимодействия двух волновых полей, — открытое в начале прошлого века Томасом Юнгом, прямо указывало, как сравнивать поле падающего и отраженного света. Нужно наложить их одно на другое, заставить интерферировать и зафиксировать на фотоэмульсии результат. И потом... Что делать потом — ясно. Нужно лишь вспомнить о зонной пластинке Френеля. Пластинке с нанесенной на ее поверхность системой концентрических колец, размеры которых были вычислены Френелем. Плоской пластинке, способной фокусировать свет, как выпуклая линза. Пластинка действует как линза!

Нет, не напрасно он, Денисюк, занимался оптикой. Теперь она должна отплатить ему сторицей и облегчить дальнейшее!

Денисюк хорошо знаком с этим видом оптической техники. Зонная пластинка Френеля представляет собой искусственный образ линзы, зашифрованную линзу. Чтобы расшифровать запись, достаточно направить на нее пучок света!

Для того чтобы зафиксировать на фотоэмульсии ту информацию, которая содержится в рассеянном свете, подходит далеко не всякий свет. Более того, ни один из источников, известных людям, не давал света нужного качества. Свет, испускаемый ими, подобен шуму. Энергия в нем может быть очень большой, но отсутствует порядок, свойственный звуковым волнам, порождаемым скрипкой, или тем волнам, которые бегут по морю в тихую погоду.

Денисюк получал упорядоченные световые волны, вырезая узкие спектральные линии из излучения мощных ртутных ламп.

И Виктору казалось, что тот ходит по замкнутому кругу. Стремясь все более упорядочить используемые волны света, он должен вырезать все более узкую спектральную область, а при этом неизбежно уменьшается поступающая в его распоряжение световая энергия. И все длиннее становится время, необходимое для образования шифра — интерференционной картины. И несмотря на все усилия, интерференционные картины при таком свете можно было получать только в совершенно затемненной комнате и лишь от небольших предметов, стоящих очень близко от приборов, загромождавших стол Денисюка.

Когда Виктор впервые попал в лабораторию к Денисюку, тот тратил большую часть своего времени совсем не на оптические эксперименты. Появился новый Денисюк, не физик, а химик и технолог, специалист по разработке и изготовлению фотоэмульсий. Обычные фотоэмульсии способны воспроизвести десятки отдельных линий на каждом миллиметре. Денисюку-оптику были необходимы эмульсии с разрешающей способностью в сотни, а лучше — тысячи линий на миллиметр. Но и это не все. Обычные эмульсии дают изображение только в тонком слое. Но то, что задумал Денисюк, требовало толстых эмульсий, пропускающих свет на достаточную глубину. И Денисюк-оптик беспощадно браковал результаты Денисюка-химика до тех пор, пока ценой огромных усилий не были созданы пригодные эмульсии.

Виктор как-то спросил:

— Почему вы не закажете эмульсии специалистам?

— Такие эмульсии пока нужны только мне. Специалисты и без того загружены важными работами. Но ничего — не боги горшки обжигают.

Цвет без красок

Рассказывая как-то о своем методе, Денисюк упомянул о цветных фотографиях Липмана. Он не думал, что заденет что-то такое в душе своего добровольного помощника и тот начнет по вечерам задерживаться в лаборатории. Виктора почему-то захватил способ получения цветных фотографий с помощью черно-белых эмульсий. Ничего нового, ничего сверх обычного в нем не было. И никаких особых перспектив он тоже не предвещал. Теперь этот метод цветной фотографии давно вытеснен новыми, использующими современные многоцветные эмульсии. Но что-то в липмановском способе Виктора увлекло.

Виктор даже изготовил одну такую фотографию, Самым сложным оказалось сделать специальную кассету, в которую надо было залить ртуть. Пластинка вставлялась в кассету эмульсией внутрь и плотно обжималась по краям. Затем в кассету наливалась ртуть.

Ртуть служила зеркалом, отбрасывающим свет, прошедший сквозь эмульсию, обратно в нее. Обойтись без ртути было невозможно, и Виктору пришлось проделать эту работу в вытяжном шкафу химической лаборатории.

После того как все было закончено, Виктор проявил пластинку. С тех пор она стоит у него на столе. В ярком свете солнца или обычной лампы на ней можно видеть ярко-красную розу на фоне изумрудной зелени листьев.

Некоторые из знакомых Виктора ни за что не хотели поверить, что эта замечательная фотография сделана не на цветной эмульсии. Своим товарищам-студентам он мог доказать это при помощи микроскопа, сквозь который в эмульсии были видны лишь обычные черные пятнышки. Но не оптики ему не верили.

Для того чтобы по-настоящему понять причину чуда, нужно посмотреть на срез эмульсии сбоку. И это тоже не просто. Увеличение должно быть большим, предстояло рассмотреть структуру, размеры которой составляют доли микрона.

Нет, никаких красок скептики по-прежнему не видели. Однако в расположении черных точек нельзя было не заметить неожиданной регулярности. Оказывается, они группируются в слои, отстоящие один от другого на одинаковых расстояниях. Правда, эти расстояния в разных местах эмульсии различны, различна и плотность слоев, но бросалась в глаза почти полная их параллельность во всех частях эмульсии. Не оптику это, конечно, ни о чем не говорило. Но постигшим законы света открывалась еще одна замечательная особенность оптики: фотопластинка, экспонированная по методу Липмана, отличается тем, что ее черно-белая эмульсия зафиксировала не только контуры изображения букета роз, сформированного объективом, но и записала информацию о цвете отдельных частей изображения, причем так, что информация непосредственно преобразуется в соответствующие цвета при простом освещении пластинки белым светом.

Различия яркости объекта, как и в обычной фотографии, отображаются на пластинке степенью почернения соответствующего участка пластинки. Информация о цвете записана в чередовании черных и белых слоев, перемежающихся в толще эмульсии. Слои фиксируют стоячие световые волны, образованные взаимодействием волн, пришедших от объекта, и отраженных волн, отброшенных им навстречу зеркальным слоем ртути, расположенным за эмульсией. Это хитрый код, в котором записана информация о цвете предмета, и Липман сумел понять его и использовать.

Нечто подобное каждый видел и на поверхности воды, когда достаточно длинный цуг волн отражается от какого-либо протяженного неподвижного препятствия. На поверхности как бы застывает стоячая волна, но это волна не простая. Отраженная волна является продолжением падающей. Это две части одной волны, поэтому они строго согласованы между собой. Они взаимно когерентны, скажет физик, настолько же, насколько когерентны различные части самой падающей волны. Непосредственно у препятствия частицы воды практически неподвижны. На некотором расстоянии от него амплитуда колебаний максимальна. Это пучность стоячей волны. По мере удаления от препятствия пучности следуют на равных расстояниях одна от другой, отделенные узлами — областями, где вода остается практически неподвижной.

Расстояния между пучностями равны расстояниям между узлами. Они вдвое меньше длины волны, бегущей по свободной поверхности воды вдали от препятствия, куда не доходят отраженные волны.

Желая передать краски окружающего мира, Липман нашел способ фиксировать в фотоэмульсии стоячие волны света. Поверхностный слой эмульсии, примыкающий к зеркалу, остается прозрачным. Темные слои, отделенные равными прозрачными промежутками, — следы пучностей световых волн, то есть тех областей, где амплитуды падающих и отраженных волн складывались и интенсивность фотохимического действия была максимальной. Расстояния между слоями равны половине длины световой волны, для зеленого цвета равной 0,5 микрона, для красного примерно 0,6, для фиолетового — 0,4. Поэтому, в зависимости от цвета соответствующего места изображения меняется расстояние между темными слоями на липмановской фотографии.

Именно в этих расстояниях зафиксированы сведения о расцветке изображения. Эта тонкость, эта ювелирная работа света и покорила Виктора. Изящное сплетение пучностей и узлов как бы ждало дешифратора. Казалось, этот код никому не понять. А ключ к расшифровке липмановских фотографий был тем не менее очень прост. Нужно подставить их под пучок яркого белого света. Пластинка отразит его так, что от частей, в которых слои отстоят на 0,25 микрона, побегут интенсивные волны зеленого цвета, там, где эти слои отстоят на 0,3 микрона, мы увидим красный свет, и так далее. Каждый участок пластинки действует как фильтр, оптический фильтр, выделяющий из хаоса белого света лишь волны, длина которых вдвое больше расстояния между слоями эмульсии. Только эти волны отражаются от каждого из слоев согласованно, так что каждая отраженная волна складывается с остальными, отраженными от других слоев. Волны, длина которых не соответствует расстоянию между слоями, отражаются от них хаотически. Каждая часть «чуждого» света, отразившаяся от различных слоев, имеет свою фазу, скажет физик. Поэтому, налагаясь, они не усиливают друг друга, а, смешиваясь между собой, образуют неопределенный сероватый фон, смазывающий окраску липмановских фотографий. Впрочем, качество этих фотографий ухудшалось и природой самой фотоэмульсии. Зернышки серебра на ней обычно слишком крупны, чтобы в черно-белом коде зашифровать всю световую гамму реального мира.

Как-то Денисюк в присутствии Виктора обсуждал со своими товарищами, аспирантами Кушпилем и Субботиным, проблемы научного творчества. Это был сложный и запутанный разговор. Виктор запомнил из него только один факт, рассказанный Денисюком.

Оказывается, Липман тоже мечтал о способе точного воссоздания объемной структуры предметов и даже провел большую работу в этом направлении. Но чем объяснить, что он, человек, первым сумевший зафиксировать в фотоэмульсии распределение волновых полей, стоявший на прямом пути к голографии — к открытию, которое вскоре принесло Денисюку и звание доктора наук honoris causa, и звание члена-корреспондента АН СССР, и Ленинскую премию, избрал другой путь?

Он хотел создать «окно в пространство предметов» и первым предложил применить для этого растровую оптику, ту, на которой основано современное стереокино и стереооткрытки. Но что это по сравнению с голографией, до которой он так и не дотянулся. Липман свернул обратно с перспективного пути волновой оптики в тупик геометрической оптики и уже не смог из него выйти.

Копия мира

Денисюк тратил время и силы на создание толстослойных эмульсий, объединяющих большую разрешающую способность с большой чувствительностью, вовсе не для усовершенствования цветных фотографий Липмана. Денисюк, реалист и настоящий ученый, отнюдь не стремился конкурировать таким путем с дешевыми и удобными методами современной цветной фотографии.

Он шел к более важным и трудным целям. Он стремился зашифровать в эмульсии обширную информацию о внешнем мире. Он хотел научиться воссоздавать предметы во всей их объемности. Хотел реальных копий. Хотел фантастику сделать былью.

Конечно, глядя на установку Денисюка, Виктор не без основания вспомнил о методе Липмана. Так по одному слову иногда вспоминаешь целое стихотворение.

Однако в методах Денисюка и Липмана общим было только одно — в обоих стоячие волны света фиксируются в толще фотографической эмульсии. Все остальное различно — и цель, и метод получения стоячих волн, и сам источник света. В установке Денисюка не было не только фотоаппарата, без которого невозможно получение липмановских фотографий, но даже фотографического объектива. Зато ему приходилось защищать свою установку от любого постороннего света, работать в затемненной комнате.

Виктора поражала простота этой установки. Больше всего места на массивном столе занимала мощная ртутная лампа в непроницаемом металлическом кожухе, охлаждаемом водой. Свет лампы выходил наружу лишь через специальный фильтр, пропускающий только чрезвычайно узкую часть спектра. Этот свет делился на две части. Одна попадала на плоское зеркало и отражалась от него на фотографическую пластинку. Другая часть освещала миниатюрную шкалку, укрепленную на специальном штативе. На шкалке были видны тоненькие черточки и маленькие цифры.

Из полной темноты призрачным зеленым светом вырваны эта шкалка и прямоугольная фотопластинка. Больше ничего не видно. Все случайные блики поглощаются тяжелыми черными занавесями. Даже присутствие зеркала и самой лампы угадывается лишь по блеску случайных пылинок. Долго, очень долго длится экспозиция, А потом пластинка проходит обычные процедуры проявления, фиксирования, промывки и сушки.

Виктор внимательно рассматривал эти пластинки, стараясь найти на них какие-нибудь признаки изображения. Но тщетно. Пластинки казались серыми, будто они были засвечены неопытным фотографом. Правда, под микроскопом на них обнаруживались непонятные призрачные узоры. Но и микроскоп не показывал ничего похожего на шкалку, образ которой должен был быть зафиксирован на пластинке.

Однако стоило осветить эту пластинку ярким солнечным светом или просто светом сильной электрической лампы, как происходило чудо. За пластинкой возникала шкалка, точно такая, как та, что стояла здесь несколько часов назад, а теперь лежит в коробочке, спрятанной в ящике стола.

Виктора поражало, что шкалка казалась освещенной зеленым светом, хотя свет, падающий на пластинку, был белым. Но еще более неожиданным было другое. Передвигая голову из стороны в сторону, можно было разглядывать шкалку с разных сторон. Она казалась столь реальной, что хотелось потрогать ее рукой, но протянутая рука встречала лишь пустоту. Там, где глаза ясно видели шкалку, ничего не было!

Денисюк торжествовал, наверное, не менее, чем известный всему свету художник, нарисовавший на своей картине муху так, что каждый, кто подходил к картине, хотел ее смахнуть. Говорят, что эта муха родилась в результате соревнования двух гениев, стремившихся превзойти друг друга в реалистичности своих картин.

У Денисюка пока не было соперника, и он не мог столь вещественно убедиться в силе своего искусства. Впрочем, соперник у него был, правда на другом конце Европы, но Денисюк пока о нем ничего не знал и не мог сравнить свои результаты и его.

Пока он радовался один. Ему удалось зафиксировать образ предмета и воспроизвести его! Пусть на самой пластинке и не видно ничего похожего на объект. Но и слово, написанное на бумаге, ничем не похоже на то, что оно обозначает. Однако оно по-своему отображает мир, и человеку достаточно прочесть его, чтобы воссоздать его смысл. Пластинка Денисюка делала почти то же. На ней не было обычного изображения, но при подходящем освещении удивительно жизненное изображение появлялось за пластинкой.

Денисюк очень сожалел, что не смог показать такую пластинку Юдину. Евгений Федорович долго и сильно болел, а потом скончался от рака горла незадолго до окончания решающего опыта. Он успел увидеть лишь первое подтверждение правильности идей своего аспиранта. Денисюк изготовил на своей установке образ вогнутого зеркала, и этот образ вел себя как настоящее вогнутое зеркало, сводил лучи света в точку. Как и ожидал Денисюк, образ зеркала напоминал зонную пластинку Френеля, ведь оптические свойства выпуклой линзы и вогнутого зеркала почти одинаковы.

Но если зонную пластинку обычно изготавливали при помощи циркуля, то Денисюк получил свой «шифр» зеркала чисто оптическим путем. И шифр этот был не плоским, как обычная зонная пластинка, а многослойным, объемным. И благодаря этому пластинка Денисюка отбирала и фокусировала только лучи того цвета, при помощи которого на ней был получен зашифрованный образ зеркала.

И Юдин, уже тяжело больной, поздравил своего аспиранта с замечательной удачей.

Предшественник

Смерть Юдина была тяжелым ударом для Денисюка. В то время он все еще считался чудаком, и его работы не принимались всерьез.

Вскоре Денисюку пришлось перенести и еще одно потрясение. Один из сотрудников оптического института, возвратившись из заграничной командировки, привез сборник аннотаций, докладов, прочитанных на конференции, в которой ему пришлось участвовать. В аннотации одного из докладов, показавшейся ему интересной, Денисюк обнаружил ссылку на статью некоего Дениса Габора. Что зацепило его? Он поспешил в библиотеку и, о ужас, прочитал в четкой и ясной форме то, что он во многих вариантах заносил в свою лабораторную тетрадь!

Те же мысли о несовершенстве фотографии, те же идеи о возможности фиксации волнового поля объекта. Денисюку показалось, что он повторил работу, выполненную Габором за десять лет до того...

Он отыскал все доступные ему работы Габора. Сидел не разгибаясь несколько дней и ночей... И у него отлегло от сердца. Да, они стремились к одной цели, исходили из тех же предпосылок, но пошли различными путями. В их работе много общего. Но были и чрезвычайно важные различия. И не просто различия. Каждый из них добился несколько иного.

Денисюк считал, что лучший способ понять сложную проблему — это попытаться рассказать о ней другому. Поэтому, помня добросовестность и тщательность доклада, сделанного Виктором на предыдущем семинаре, он предложил Виктору подготовить доклад на студенческом кружке о работах Габора и охотно помогал ему.

Денис Габор, член Королевского общества Великобритании, обладатель многих научных степеней и званий, родился в Будапеште, где после школы приступил к изучению электротехники. Закончил специальное образование в Берлине и в 1927 году получил диплом доктора-инженера за работу «Запись переходных процессов в электрических цепях при помощи катодного осциллографа». В этой работе он первым применил для записи переходных процессов магнитную линзу с железным сердечником и бистабильную электронную схему. И то и другое сейчас широко применяется и в специальных устройствах, включая вычислительные машины, и в большинстве телевизоров.

Габор многие годы работал в Берлине, исследуя электрический разряд в газах, в том числе и то, что теперь называется плазмой. В ходе этих работ он изобрел способ соединять металл со стеклом, применяя тонкие ленточки из молибдена.

Вскоре после захвата власти фашистами Габор покидает Берлин и переселяется в Англию. Здесь он изобретает катодную трубку с памятью, широко применяемую и во многих вычислительных машинах, и в радиолокаторах. Здесь в результате длительной работы он изобрел новый способ получения изображений.

В то время Габор считал важнейшей задачей усовершенствование электронного микроскопа. Электронный микроскоп отличается от обычного не принципом действия, а лишь тем, что в нем изображение образуется не световыми волнами, а электронами, попадающими на фотографическую эмульсию после того, — как они прошли через исследуемый объект. В том месте эмульсии, куда попал электрон, после проявления возникает почернение. Там, куда попало больше электронов, почернение оказывается более интенсивным.

Линзы, используемые в электронном микроскопе, конечно, отличаются от оптических линз. Это магнитные или электрические линзы, обмотки или электроды которых создают соответственно магнитные или электрические поля, искривляющие траектории полета электронов, подобно тому как оптические линзы искривляют световые лучи. Несмотря на существенное физическое различие этих линз, результаты их действия оказываются весьма близкими.

Электронный микроскоп, как и оптический, формирует в плоскости, в которой расположена фотоэмульсия, резкое и четкое изображение только от малой части исследуемого объекта. Резкие изображения остальных частей могут быть получены соответствующим перемещением эмульсии или изменением тока через магнитные линзы или напряжения на электрических линзах. Одновременно получить на эмульсии резкое изображение всей толщи объекта невозможно. Не сфокусированные части объекта дают на снимке фон, лишь ухудшающий качество изображения и не дающий никакой дополнительной информации об объекте.

Габор вновь и вновь возвращается к мысли о том, что поток электронов, прошедших сквозь объект, несет в себе полную информацию о всех взаимодействиях, испытанных электронами в толще объекта. И в нем крепло стремление найти путь к использованию такой информации. Он ясно понимал, что успех, достигнутый при решении этой специальной задачи, будет иметь гораздо более широкое значение. Ведь и свет, падающий на объектив фотоаппарата или на зрачок глаза, содержит обширную информацию о всех предметах, от которых исходит свет. Но ни глаз, ни фотоаппарат, ни электронный микроскоп не могут одновременно образовать резкого изображения всех деталей независимо от их местоположения. Такова природа образования изображения при помощи линз. Линзы отображают на плоскости только плоские объекты, расположенные в определенных «сопряженных» плоскостях. Почернение фотоэмульсии пропорционально интенсивности воздействующих потоков фотонов или электронов. В результате фотоэмульсия фиксирует лишь ничтожную часть информации, переносимой светом или электронами.

Габор первым противопоставил скудость фотоизображения богатству информации, содержащейся в световом или электронном потоке. Он же указал путь преодоления этого разрыва.

Удача Габора

Путь, предложенный Габором, и сейчас кажется парадоксальным. Он состоял из нескольких скачков.

Первый — отказ от применения линз, ибо, формируя изображение одной плоскости объекта, линзы приводят к потере информации об остальной, причем большей, его части.

Второй — фиксирование на фотоэмульсии не изображения объекта, а по возможности всей информации о нем, переносимой пучком электронов или лучами света.

Третий — использование записанной информации для того, чтобы впоследствии создавать пучки света, несущие в себе всю эту информацию.

И четвертый — формирование при помощи этих пучков света изображения того объекта, информация о котором была зафиксирована в первой стадии процесса.

Поделитесь на страничке

Следующая глава >

Похожие главы из других книг

Глава 1

Из книги Заклятие Фавна автора Томилин Анатолий Николаевич


Глава 2

Из книги Живой кристалл автора Гегузин Яков Евсеевич

Глава 2 Огненный дух «земного электричества»Открытия Гальвани и Вольты никого не оставили равнодушным. Ведь подумать только, без всяких движущихся механических частей, на одном таинственном химическом процессе можно создать источник электрической силы! Такой простой


Глава 4

Из книги Принц из страны облаков автора Гальфар Кристоф

Глава 4 «Русский свет»«Применение электрической энергии в России за последние годы значительно развилось, электротехническая же промышленность в ней до последнего времени находится в младенческом возрасте». Это строчки из толстой книги профессора Артура Вильке


Глава 1

Из книги Глаз и Солнце автора Вавилов Сергей Иванович

Глава 1 На подступах к ГОЭЛРОПредприятия Сименса и Гальске, о которых шла речь в книге почтенного профессора Артура Вильке, были разбросаны по разным городам. Но самый большой Электротехнический завод в России (до 150 служащих) находился на Васильевском острове в


Глава 2

Из книги автора

Глава 2 Время свершенийСегодня много говорят о получении энергии с помощью Солнца, ветра, морских волн, об извлечении энергии из недр, за счет использования внутреннего тепла Земли, о приручении морских приливов и о выведении электростанций за пределы атмосферы. Но пока…


Глава 16

Из книги автора

Глава 16 Ветер дул все сильнее. Стебли рисовых метелок нещадно хлестали Тома и Тристама, убегавших от преследователей. Обезумев от страха, мальчики думали только о том, чтобы нагнать г-жу Дрейк. До защитного ограждения было уже недалеко. Возле городской черты мать Тристама


Глава 17

Из книги автора

Глава 17 Получасом раньше, в тот самый момент, когда в класс Лазурро вбежал полковник, Миртиль поняла, что для их городка наступили последние часы.— Они нас нашли, — твердо сказал полковник. — Они уже здесь. Миртиль, Тристам, идемте со мной, вы должны бежать.Миртиль


Глава 7

Из книги автора

Глава 7 Прошло несколько часов. Тристам и Том лежали на жестких нарах в темной камере без окон, непрестанно ворочаясь с боку на бок. Лишь только напев флейты смолк, старик сразу задремал, что-то неразборчиво бормоча во сне.Тома снова начало знобить; Тристама же разбирал


Глава 8

Из книги автора

Глава 8 С прохладным и сыроватым рассветным воздухом смешивался густой дым, валивший из печных труб. На всех перекрестках в центре Белой Столицы были расставлены люди снегобоя. Они походили не столько на стражей порядка, сколько на оккупационные войска.Тристам и Том в


Глава 9

Из книги автора

Глава 9 Наступила ночь, за окнами стояла глубокая тишина. Тристам уснул. Рядом с ним, с раскрытой книгой на животе, спал, погруженный в грезы о будущем, Том.В глубине комнаты, растянувшись на матрасе, храпел один из полицейских. Второй сидел на лесенке, стоявшей теперь возле


Глава 10

Из книги автора

Глава 10 Тристам внимательно следил за тенью. Она двигалась прямо на военный патруль.«Там ему не проскочить!» — забеспокоился Тристам.Но человек с рюкзаком, наверное, и сам это знал: он вскарабкался по стене и, словно черная кошка, перепрыгивая с крыши на крышу, за считанные


Глава 13

Из книги автора

Глава 13 Когда в гостиную вошел Том, Тристам сидел на диване. Он повесил мамин кулон себе на шею, заправив кристалл под свитер, и смотрел на портрет Миртиль, лежавший перед ним на низеньком столике. Глаза Тристама блестели, как будто он только что плакал.— Ну и тип! —