Ричард Докинз - Магия реальности. Откуда мы знаем что является правдой
Вот почему вы видите радугу в любой момент. Но в следующее мгновение все капли дождя падают ниже. Капля A теперь опустилась до места, где была капля В, поэтому вы теперь видите голубой луч A вместо её зеленого луча. И вы не можете видеть ни один из лучей В (хотя собака у ваших ног может). И новая капля дождя (C, чьи лучи вы не могли видеть прежде вообще) теперь попала на место, где была A, и вы теперь видите её красный луч.
Именно поэтому кажется, что радуга висит, хотя капли дождя, которые её создают, постоянно падают сквозь неё.
На правильной волне?
Давайте теперь посмотрим на то, что спектр — определённый диапазон цветов от красного через оранжевый, жёлтый, зелёный и синий до фиолетового — фактически представляет. Что заставляет красный свет преломляться под меньшим углом, чем синий?
Свет можно рассматривать как колебания: волны. Так же, как звук — это колебания воздуха, свет состоит из так называемых электромагнитных колебаний. Я не буду пытаться объяснить, что такое электромагнитные колебания, потому что это займёт слишком много времени (и я не уверен, что полностью понимаю их сам). Дело в том, что хотя свет сильно отличается от звука, мы можем говорить о высокочастотных (коротковолновых) и низкочастотных (длинноволновых) колебаниях света, так же, как мы можем говорить о звуке. Высокий звук — высокие частоты или сопрано — означает высокочастотные или коротковолновые колебания. Низкочастотные или длинноволновые — низкие звуки, басы. По аналогии со светом, красный (длинные волны) является басом, жёлтый — баритоном, зелёный — тенором, синий — альтом, а фиолетовый (короткие волны) — сопрано.
Есть звуки слишком высокие, чтобы мы их слышали. Их называют ультразвуком; летучие мыши могут их слышать и использовать эхо для того, чтобы находить дорогу. Есть также звуки, которые слишком низки для нас, чтобы быть услышанными. Они называются инфразвуком, слоны, киты и другие животные используют этот низкий грохот для поддержания связи друг с другом. Самые низкие басовые ноты на большом органе собора едва ли не слишком низки, чтобы их слышали: вы, кажется, «чувствуете», как они сотрясают все ваше тело. Диапазон звуков, которые мы, люди, можем слышать, является группой частот в середине между ультразвуком, который слишком высок для нас (но не для летучих мышей), и инфразвуком, который слишком низок для нас (но не слонов).
И то же самое относится и к свету. Цветной эквивалент ультразвукового писка летучей мыши — ультрафиолетовый, что означает 'за фиолетовым'. Хотя мы не можем видеть ультрафиолетовый свет, но насекомые могут. Существуют некоторые цветы, у которых есть полосы или другие узоры, чтобы привлечь насекомых для своего опыления, узоры, которые могут быть замечены только в ультрафиолетовом диапазоне волн. Глаза насекомого могут их видеть, но мы нуждаемся в инструментах, чтобы 'перевести' узоры в видимую часть спектра. Цветок примулы справа выглядит для нас жёлтым, без узоров и полос. Но если сфотографировать его в ультрафиолетовом свете, вы неожиданно увидите звезду из разорванных полос. Узор на нижнем рисунке в действительности не белый, а ультрафиолетовый. Поскольку мы не можем видеть ультрафиолет, мы должны представлять узоры некоторых цветов в свете, который мы видим, и человек, который сделал этот снимок, решил использовать чёрный и белый. Он мог бы выбрать голубой или любой другой цвет.
Спектр простирается на все более и более высокие частоты, далеко за пределы ультрафиолета, далеко за пределы того, что могут видеть даже насекомые. Рентгеновские лучи можно рассматривать как «свет» ещё более «высокого тона», чем ультрафиолет. А гамма — лучи — ещё более высокого.
В другом конце спектра насекомые не могут видеть красный цвет, но мы можем. За красным находится «инфракрасный», который мы не видим, хотя можем почувствовать его как тепло (и некоторые змеи особенно чувствительны к нему, используют его, чтобы обнаружить свою добычу). Я предполагаю, что пчела могла бы назвать красным цветом 'инфра оранжевый'. «Басовые ноты», более низкие, чем инфракрасные — это микроволны, которые вы используете, чтобы приготовить пищу. И ещё более низкий бас (более длинные волны) являются радиоволнами.
Немного удивительно то, что свет, который мы, люди, можем видеть (спектр или «радугу» видимых цветов между немного «более высоким» фиолетовым и немного «более низким» красным) — это крошечная группа в середине огромного спектра в пределах от гамма — лучей в высокочастотном конце до радиоволн в низкочастотном. Почти весь спектр невидим для наших глаз.
Солнце и звезды излучают электромагнитные лучи в полном спектре частот или 'тонов', по всей длине от радиоволн в 'басовом' конце до космических лучей в 'сопрановом' конце. Хотя мы не можем видеть за пределами крошечной полосы видимого света, от красного до фиолетового, у нас есть инструменты, которые могут обнаруживать эти невидимые лучи. Снимок сверхновой в Главе 6 был сделан с использованием рентгеновского излучения от этой сверхновой. Цвета на этом рисунке — ложные цвета, как и тот ложный белый, что был использован, чтобы показать узор на цветке примулы. На изображении сверхновой ложные цвета используются для обозначения различных длин волн рентгеновских лучей. Учёные, называемые радиоастрономами, делают фотографии фотографии звёзд с помощью радиоволн, а не световых волн или рентгеновских лучей. Прибор, который они используют, называется радиотелескопом. Другие учёные получают фотографии неба в другом конце спектра, в рентгеновском диапазоне. Мы узнаем разные вещи о звёздах и о Вселенной, используя различные части спектра. Тот факт, что наши глаза могут видеть только через крошечную щель среди огромного спектра, что мы можем видеть лишь узкую полосу в огромном диапазоне лучей, видимом для научных приборов — это прекрасная иллюстрация силы науки, возбуждающая наше воображение: прекрасный пример магии реальности.
В следующей главе мы узнаем нечто ещё более удивительное о радуге. Разложение на спектр света от далёкой звезды может рассказать нам не только о том, из чего состоит звезда, а также, сколько ей лет. И подобного рода свидетельства — свидетельства радуги — позволяют нам определить, сколько лет вселенной: когда она возникла? Это может показаться невероятным, но все будет показано в следующей главе.
Когда и как всё началось?
Давайте начнём с африканского мифа племени группы Банту — Бошонго из Конго. В начале не существовало тверди, была лишь только кромешная водная тьма и, что самое главное, бог Бумба. Однажды у Бумбы заболел живот, и он изверг солнце. Свет солнца рассеял тьму, а его жар испарил часть воды, обнажив сушу. Проблемы с желудком у Бумбы на этом не закончились, и он также низверг из пучин своего брюха Луну, звезды, животных и людей.
Многие ранние китайские мифы рассказывали о личности по имени Паньгу, гигантском лохматом человеке с головой собаки. Вот один из мифов о Паньгу. В начале не было чёткого разделения на Землю и Небеса: лишь вязкий хаос обволакивал собой большое чёрное яйцо. Свернувшись калачиком, в яйце спал Паньгу. Спал Паньгу внутри скорлупы 18 000 лет. Когда же, в конце концов, он проснулся, ему захотелось выбраться, он схватил топор и прорубил себе путь наружу. Часть содержимого яйца, которая была тяжёлой, осела, чтобы стать Землёй. Та часть, что была лёгкой, поднялась вверх, чтобы превратиться в небо. Земля и небо затем увеличивались со скоростью (эквивалентной) 3 метра в день в течение ещё 18 000 лет.
В некоторых версиях этой истории Паньгу отталкивал небо и землю друг от друга, после чего он был так измучен, что умер. Затем различные его части стали вселенной, которую мы знаем. Его дыхание стало ветром, его голос стал громом; его два глаза стали луной и солнцем, его мышцы сельхозугодиями, а его вены дорогами. Его пот стал дождём, и его волосы стали звёздами. Люди произошли от блох и вшей, которые когда‑то жили на его теле.
Кстати, история Паньгу, расталкивающего небо и землю, очень похожа на (вероятно, не связанный) греческий миф об Атланте, который также поддерживал небо (хотя странно, обычно картины и статуи изображают его поддерживающим всю Землю на своих плечах).
Следующий на очереди один из многочисленных индийских мифов. До начала времён был большой тёмный океан небытия, с гигантской змеёй, свернувшейся на поверхности. В кольцах змеи спал бог Вишну. Однажды бог Вишну был разбужен низким гудящим звуком, доносившимся из океана небытия, и лотос вырос из его пупка. В центре цветка сидел Брахма, слуга Вишну. Вишну приказал Брахме сотворить мир. И Брахма выполнил приказ. Вот так, без проблем! А заодно сотворил и всех живых существ. Легко!
