Белое и чёрное
Взгляните издали на рис. 142 и скажите: сколько чёрных кружков могло бы поместиться в свободном промежутке между нижним кружком и одним из верхних кружков — четыре или пять? Скорее всего вы ответите, что четыре кружка уместятся свободно, но для пятого, пожалуй, места уже недостанет.
Когда же вам скажут, что в промежутке помещается ровно три кружка, не более,— вы не поверите. Возьмите же бумажку или циркуль и убедитесь, что вы неправы.
Эта странная иллюзия, в силу которой чёрные участки кажутся нашему глазу меньше, нежели белые такой же величины, носит название «ирридиации». Она зависит
от несовершенства нашего глаза, который, как оптический аппарат, не вполне отвечает строгим требованиям оптики. Его преломляющие среды не дают на сетчатке тех резких контуров, которые получаются на матовом стекле хорошо наставленного фотографического аппарата: вследствие так называемой «сферической аберрации» каждый светлый контур окружается светлой каймой, которая увеличивает его размеры на сетчатой оболочке глаза. В итоге светлые участки всегда кажутся нам больше, чем равные или чёрные.
В своём «Учении о цветах» великий поэт Гёте, который был зорким наблюдателем природы (хотя и не всегда достаточно осмотрительным физиком-теоретиком), пишет об этом явлении так:
«Тёмный предмет кажется меньше светлого той же величины. Если рассматривать одновременно белый круг на чёрном фоне и чёрный круг того же диаметра на белом фоне, то последний нам покажется примерно на 1/5 меньше первого. Если чёрный круг сделать соответственно больше, они покажутся равными. Молодой серп Луны кажется принадлежащим кругу большего диаметра, чем остальная тёмная часть Луны, которая иногда бывает при этом различима («пепельный свет» Луны.— Я. П.). В тёмном платье люди кажутся тоньше, чем в светлом.
Источники света, видные из-за края, производят в нём кажущийся вырез. Линейка, из-за которой появляется пламя свечи, представляется с зарубкой в этом месте. Восходящее и заходящее солнце делает словно выемку в горизонте».
В этих наблюдениях всё верно, кроме утверждения, будто белый кружок кажется больше равного чёрного всегда на одну и ту же долю. Прибавка зависит от расстояния, с какого кружки рассматриваются. Сейчас
станет понятно, почему это так.
Отодвиньте рис. 142 от глаз подальше,— иллюзия станет ещё сильнее, ещё поразительнее. Объясняется это тем, что ширина добавочной каймы всегда остаётся одинаковой; если поэтому в близком расстоянии она увеличивала ширину светлого участка всего на 10%, то в далёком расстоянии, когда само изображение уменьшится, та же добавка будет составлять уже не 10%, а, скажем, 30% или даже 50% его ширины. Указанной особенностью нашего глаза обычно объясняют также странное свойство рис. 143. Рассматривая его вблизи, вы видите множество белых кружков на чёрном поле. Но отодвиньте книгу подальше и взгляните на рисунок с расстояния 2—3 шагов, или, если у вас очень хорошее зрение,— то с расстояния шагов 6—8; фигура заметно изменит свой вид: вы увидите на ней вместо кружков — белые шестиугольники, наподобие пчелиных ячеек.
Меня не вполне удовлетворяет объяснение этой иллюзии иррадиацией, с тех пор как я заметил, что чёрные кружки на белом фоне также кажутся издали шестиугольными (рис. 144), хотя иррадиация здесь не увеличивает, а сокращает кружки. Надо сказать, что вообще существующие объяснения зрительных иллюзий нельзя считать окончательными; большинство же иллюзий и вовсе не имеет ещё объяснения.
Занимательная физика Ч-1 Я.И. Перельман