Вместо ответа посоветуем читателю проделать такой опыт.
Привяжите к нитке кольцо и подвесьте его к столовой лампе; чтобы кольцо не вертелось, лучше подвесить его на двух нитках. Вооружитесь карандашом, в который перпендикулярно воткнута булавка. Теперь станьте так, чтобы кольцо видно было вам боком, и, закрыв один глаз, попробуйте ввести булавку в кольцо. Кажется, нехитрая задача, – однако вы выполните ее разве лишь после десятой или даже после двадцатой попытки! Вы будете делать самые грубые ошибки в оценке расстояния между вами и кольцом. Но стоит вам открыть правый глаз, чтобы сразу же исполнить требуемое.
Рис. 131. Игра в кольцо.
Этот любопытный опыт, который можно видоизменять на самые разнообразные лады, лучше всяких рассуждений показывает, для чего нам нужно «смотреть в оба»: только зрение обоими глазами дает нам возможность правильно оценивать расстояния.
Но если так – спросит читатель, – то почему же стрелóк целится всегда одним глазом, закрывая другой? Очень просто: при прицеле нам нужно точное знание не расстояния, а направления; другой глаз мешает правильно взять направление, и стрелóк поступает вполне рационально, закрывая его.
Идея стереоскопа
Почему, собственно, мы видим предметы телесными, а не плоскими? Ведь на сетчатке нашего глаза получается плоское изображение. Каким же образом происходить то, что предметы представляются нам не в виде плоской картины, а рельефно, как тела трех измерений?
Здесь действует целый ряд причин – не столько физиологического, сколько психологического характера. Во-первых, различная степень освещения частей предметов позволяет нам судить об их форме. Во-вторых, большее или меньшее напряжение, которое мы ощущаем, когда приспособляем глаза к ясному восприятию различно удаленных предметов. Но самую большую услугу оказывает нам в этом отношении то, что мы смотрим не одним, а двумя глазами, при чем изображения, получаемые в каждом глазу от одного и того же предмета, неодинаковы. В этом легко убедиться, если смотреть на какой-нибудь близкий предмет, попеременно закрывая то правый, то левый глаз.
Обыкновенно мы мало обращаем внимания на это различие; нам кажется, что два глаза лишь расширяют поле нашего зрения – и только: существенной же разницы в зрении одним и двумя глазами мы не замечаем. Но это не так, и простой опыт с кольцом, который мы только что описали, показал нам, как много мы выгадываем, смотря «в оба».
Итак, правый и левый глаз видят предметы неодинаково; в каждом рисуется иная картина, – и это-то различие, истолковываемое нашим сознанием, дает нам впечатление рельефа.
Теперь представьте себе два рисунка одного и того же предмета: первый изображает предмет, каким он кажется правому глазу, второй – левому. Если, приставив к глазам трубки, смотреть на эти изображения так, чтобы каждый глаз видел свой рисунок, то вместо двух плоских картин мы, при известном усилии воображения, увидим один выпуклый, рельефный предмет.
Перед нами зародыш того прибора, который так распространен ныне под названием стереоскопа[31].
Рис. 132. Как один и тот же кубик кажется правому и левому глазу. Если смотреть на рисунок так, чтобы каждый глаз видел лишь «свое» изображение, то кубик покажется телесным.
Но такой простейший стереоскоп имеет существенный недостаток: чтобы каждым глазом видеть лишь одно изображение, нужно известное усилие глазных мускулов, а этого не все могут достигнуть. Надо, следовательно, как-нибудь облегчить слияние изображений; это достигается в прежних стереоскопах при помощи зеркал, а в новейших – при помощи стеклянных выпуклых призм: они преломляют лучи так, что при мысленном продолжении их оба изображения покрывают одно другое. Вот и все устройство стереоскопа. Как видим, идея его необычайно проста, и тем более поразительным должен казаться нам эффект, достигаемый столь простыми средствами.
Но мы можем рассматривать в стереоскоп и такие рисунки, которые вовсе не изображают телесных предметов, или изображают предметы, обычно не кажущиеся нам рельефными. В этом кроется причина, сделавшая стереоскоп не только любопытной игрушкой, но и настоящим орудием исследования.
Как открывать подделки с помощью стереоскопа?
Имеется два совершенно одинаковых рисунка, например два равных черных квадрата. Рассматривая их в стереоскоп, мы увидим один квадрат, ничем не отличающийся от каждого из этих двух. Если в центре каждого квадрата будет белая точка, то и она, конечно, окажется на квадрате, видимом в стереоскопе. Но стоит эту точку на одном квадрате немного сдвинуть в сторону от центра, чтобы получился довольно неожиданный эффект: в стереоскопе по-прежнему будет видна одна точка, но не на черном поле квадрата, а впереди или позади него. Достаточно, следовательно, ничтожной разницы в обеих картинах, чтобы вызвать с помощью стереоскопа впечатление перспективы и рельефа, даже если на самом деле их не существует. Оно и понятно: глаз наш привык, так сказать, истолковывать подобные различия только телесностью предметов и видит три измерения даже там, где в действительности всего два.
Это дает нам простой способ открывать подделки кредитных билетов и т. п. Стóит поместить в стереоскоп подозреваемую кредитку рядом с подлинной, чтобы сразу же открыть подделку, как бы искусна она ни была: ничтожное различие в одной букве, в одном штрихе прямо бросится в глаза, так как буква эта будет явственно выступать над остальным фоном.
Зрение великанов
Мало того: с помощью стереоскопа мы можем видеть рельефными и те предметы, которые обыкновенно, в силу отдаленности, не кажутся нам таковыми. Если предмет очень далек, то нормальное расстояние между нашими глазами слишком ничтожно, чтобы оказывать какое-нибудь влияние на различие получаемых ими зрительных впечатлений. Поэтому далекие здания, горы, ландшафты кажутся нам плоскими. По той же причине и звезды на небе кажутся нам все на одинаковом расстоянии, хотя луна гораздо ближе, чем планеты, а последние неизмеримо ближе, чем неподвижные звезды.
Вообще, для предметов, которые дальше 200 сажен, мы совершенно утрачиваем способность воспринимать рельеф; они кажутся одинаковыми правому и левому глазу, так как тот вершок, который отделяет наши глаза друг от друга, – слишком ничтожное расстояние по сравнению с двумястами саженями. Понятно, что и стереоскопические рисунки и фотографии, полученные при подобных условиях, будут тождественны и не дадут иллюзии рельефа.
Но делу легко помочь: нужно только фотографировать далекие объекты с двух точек, расстояние которых больше, нежели взаимное расстояние между нашими глазами. Рассматривая полученные таким путем фотографии в стереоскоп, мы увидим рельефный ландшафт таким, как видели бы его, если бы расстояние между нашими глазами значительно превышало бы обычное. В этом весь секрет получения стереоскопических снимков ландшафтов. Обыкновенно их рассматривают через увеличительные призмы (с выпуклыми боками), так что подобные рельефные стереограммы нередко представляются нам еще и в натуральную величину: эффект почти волшебный!
Читатель, вероятно, догадался уже, что мыслимо устроить систему двух зрительных труб, посредством которых можно прямо видеть рельеф данного ландшафта в натуре, а не на фотографии. Такие приборы действительно существуют. Две трубы отделены расстоянием, бóльшим, нежели нормальное расстояние человеческих глаз, и оба изображения попадают в глаза наблюдателя посредством призм, преломляющих лучи. Трудно описать ощущения, которые испытывают при наблюдении в подобные инструменты – до того они необычайны! Вся природа преображается. Далекие горы становятся рельефными, каждое деревцо, скала, здание, корабль на море – все это круглится, все выпукло, все расставлено на безграничном просторе, а не лежит на плоской картине. Вы прямо видите, как движется далекое судно, кажущееся неподвижным в сильнейшие трубы. В таком именно виде должны были бы представляться наши земные ландшафты сказочным великанам… Для землемеров, моряков, стратегов, путешественников эти бинокулярные зрительные трубы положительно незаменимы, особенно если они снабжены шкалой, при помощи которой можно измерять расстояния далеких предметов и составлять карты.
Вселенная в стереоскопе
Но если мы направим подобный прибор на небесные тела, то никакой иллюзии не получится. Этого и следовало ожидать: небесные расстояния чересчур громадны, чтобы перемещение наблюдателя на земной поверхности могло влиять на вид небесных объектов. В самом деле, что значит тот десяток дюймов, который отделяет друг от друга обе трубы описанного прибора, по сравнению с расстоянием от Земли до Луны? Даже если бы возможно было соорудить прибор с расстоянием между трубами в десятки и сотни верст, то и тогда он не дал бы никакого эффекта при наблюдении планет, удаленных от нас на десятки миллионов верст.
Здесь опять приходит на помощь стереоскопическая фотография. Если сфотографировать какую-нибудь планету, скажем, сегодня и затем вторично – завтра, то обе фотографии будут сняты с одного пункта Земли, но зато с разных точек пространства, – так как за сутки Земля успела передвинуться по орбите на 360 000 верст. Оба снимка, следовательно, не будут вполне тождественны. Остается лишь поместить их в стереоскопический прибор, чтобы увидеть рельефное изображение планеты.
Мы можем, следовательно, пользуясь движением Земли по ее орбите, получать снимки небесных тел с двух весьма отдаленных точек мирового пространства и обращаться с ними, как со стереоскопическими. Представьте себе великана с такой гигантской головой, что расстояние между его глазами равно диаметру земной орбиты, т. е. 280 миллионам верст – и вы поймете, каких необычайных, почти чудесных результатов достигают астрономы с помощью небесной стереографии. То, что увидел бы этот космический великан, видим теперь и мы, ничтожные пылинки на небесном осколке – Земле…