Расплетая радугу. Наука, заблуждения и потребность изумляться - Ричард Докинз

Мы никогда не сможем узнать, одинаковы ли у разных людей субъективные ощущения, связанные с той или иной длиной волны. Мы можем только сравнивать наши мнения насчет того, смесью каких цветов какой оттенок является. Большинству из нас покажется правдоподобным утверждение, что оранжевый представляет собой смесь красного с желтым. То, что сине-зеленый цвет — это смесь, легко заключить уже из самого его составного названия (но не из слова «бирюзовый»!). Насколько одинаково разделен видимый спектр в разных языках — вопрос полемики. Некоторые лингвисты утверждают, что в валлийском языке синий и зеленый участки спектра подразделяются иначе, чем в английском. Якобы у валлийцев одно слово обозначает часть зеленого участка, а другое — оставшуюся часть зеленого и часть синего. Другие лингвисты и антропологи говорят, что это легенда, утверждение столь же привлекательное и не менее голословное, чем то, согласно которому у инуитов («эскимосов») есть будто бы пятьдесят различных слов для обозначения снега. Эти скептики ссылаются на экспериментальные доказательства: носителям многих языков показывали цветные карточки самых разнообразных оттенков — и выяснилось, что участки, на которые люди разделяют спектр, представляют собой устойчивые универсалии. Подобные вопросы, и в самом деле, можно разрешить только при помощи эксперимента. То, что по крайней мере одному носителю английского языка, мне, история про валлийское перераспределение синего с зеленым кажется неправдоподобной, совершенно несущественно. С точки зрения физики в ней нет ничего невозможного. Факты, какими бы они ни оказались, будут относиться к области психологии, а не физики.

В отличие от птиц, превосходно видящих в цвете, многие млекопитающие вообще лишены истинного цветового зрения. Другие же, в том числе и те люди, которые страдают частичной цветовой слепотой, используют дихроматическую систему, содержащую колбочки двух типов. Вполне возможно, что высококачественное, трихроматическое, цветовое зрение возникло у наших предков-приматов затем, чтобы лучше различать плоды в зеленом лесу. Кембриджский психолог Джон Моллон предположил даже, что трихроматическая система — это «средство, изобретенное некоторыми плодовыми деревьями в целях собственного распространения». Оригинальный и творческий способ напомнить о том, что деревьям выгодно поощрять млекопитающих к поеданию плодов и распространению семян! Некоторые из обезьян Нового Света даже объединяются в причудливые альянсы, где особи одного и того же вида обладают дихроматическими системами с различными сочетаниями типов колбочек и, следовательно, специализируются на распознавании различных объектов. Никто не знает, приносит ли им это пользу, а если приносит, то какую, но на некоторые предположения может навести тот факт, что во время Второй мировой войны, формируя экипаж бомбардировщика, предпочитали брать хотя бы одного дальтоника, так как он способен был распознавать отдельные разновидности наземной маскировки.

Расплетая радугу дальше, перемещаясь на другие участки электромагнитного спектра, мы отделяем одну радиостанцию от другой на шкале приемника и изолируем друг от друга телефонные разговоры в сотовой сети. Без тонкого расплетания электромагнитной радуги мы слышали бы все разговоры одновременно, а все радиопередачи, передаваемые на разных частотах, сливались бы в единый белый шум вавилонского столпотворения. Иной способ расплетания радуги, с участием специальных компьютеров, лежит в основе магнитно-резонансной томографии — впечатляющей методики, благодаря которой сегодняшние врачи могут разглядывать трехмерную структуру наших с вами внутренних органов.

Когда источник волн движется относительно того, кто их воспринимает, происходит нечто необычное: наблюдается так называемое доплеровское смещение частот. Его нетрудно заметить в случае звуковых волн, поскольку они распространяются медленно. Звук автомобильного мотора заметно выше, когда машина приближается к нам, чем когда она удаляется. Вот почему, когда она проносится мимо, мы слышим характерную интонацию из двух нот «иии-ааа». В 1845 году голландский ученый Христофор Бёйс-Баллот впервые проверил предсказание Кристиана Доплера, наняв духовой оркестр, чтобы тот играл в открытом железнодорожном вагоне, мчавшемся на полной скорости мимо слушателей. Световые же волны распространяются столь стремительно, что эффект Доплера можно заметить, только если двигаться очень быстро к источнику света (в этом случае свет смещается в сторону синего края спектра) или от него (тогда свет смещается в сторону красной области). Именно это справедливо в отношении отдаленных галактик. Тот факт, что они уносятся от нас на большой скорости, был открыт благодаря доплеровскому смещению излучаемого ими света. Их свет краснее, чем, по идее, должен быть, — он неизменно смещен в сторону длинноволнового, красного конца спектра.

Откуда мы знаем, что свет, приходящий от далекой галактики, смещен в красную область? Вдруг он был красным изначально? На этот вопрос можно ответить, используя фраунгоферовы линии в качестве маркеров. Как мы помним, каждый химический элемент оставляет свою «подпись» в виде уникального штрихкода из линий поглощения. Причем уникальны, как отпечаток пальца, не только расстояния между этими линиями, но и их точное местоположение на радужном фоне. Штрихкод свечения отдаленных галактик представляет собой хорошо знакомый нам рисунок из линий. Сама эта узнаваемость говорит о том, что далекие галактики состоят из того же набора веществ, что и наша. Но все эти линии передвинуты на фиксированное расстояние в длинноволновую часть спектра: их фон краснее, чем ему следует быть. В 1920-е годы американский астроном Эдвин Хаббл (в честь которого космический телескоп «Хаббл» получил свое название) открыл смещение спектров отдаленных галактик в красную область. Самое выраженное смещение наблюдается у тех галактик, которые расположены дальше всего, о чем можно судить по слабости доходящего от них света. Так Хаббл пришел к своему знаменитому выводу (впрочем, он не был первым, кто высказал такое предположение): Вселенная расширяется — и потому, какую конкретную точку наблюдения ни возьми, галактики будут выглядеть удаляющимися со все возрастающей скоростью.

Глядя на далекую галактику, мы обращаем свой взгляд глубоко в прошлое — ведь ее свету потребовались миллиарды лет, чтобы дойти до нас. Он стал совсем слабым, из чего мы и заключаем, что ему пришлось преодолеть огромное расстояние. Та галактика и наша разбегаются в разные стороны так быстро, что мы замечаем смещение ее спектра в красную область. Взаимосвязь между расстоянием и скоростью расхождения подчиняется определенному закону (так называемому закону Хаббла). Экстраполируя это количественное соотношение на прошлое, мы можем оценить, когда именно Вселенная начала расширяться. Согласно преобладающей в наши дни теории Большого взрыва, взрыв этот, положивший начало нашей Вселенной, произошел примерно 20–10 миллиардов лет назад. Все это логически выводится из расплетания радуги. Последующее развитие данной теории, подкрепленной всеми возможными доказательствами, продемонстрировало, что само время началось в момент зарождения этой первопричины всех катаклизмов. Вы, вероятно, не понимаете (а я так точно не понимаю), каков смысл утверждения, что время началось в какой-то определенный момент. Но это мы в очередной раз сталкиваемся с ограниченностью нашего мозга, который сформировался только лишь затем, чтобы иметь дело с медленными и относительно крупными объектами в африканских саваннах, где все события происходят с благопристойной упорядоченностью и каждому из них непременно что-нибудь предшествует. Событие, не имеющее никакого «прежде», приводит наш бедный разум в трепет. Быть может, нам под силу постигнуть его только посредством поэзии. Китс, тебе стоило бы дожить до этого дня!