Простые вопросы. Книга, похожая на энциклопедию

Мы видим либо те предметы, которые светятся сами, либо те, которые отражают свет других источников. Самым главным из них считается Солнце. С 1665 по 1667 год выпускник Тринити-колледжа Кембриджского университета, молодой бакалавр Исаак Ньютон жил в родной деревне Вулсторп, пережидая эпидемию чумы. В это время он сформулировал множество идей, развитие которых впоследствии привело к созданию классической физики. Тогда же Ньютон выполнил опыты по разложению белого солнечного света с помощью стеклянной призмы. Он показал, что луч белого света может быть расщеплен на разноцветные лучи, следующие друг за другом в том же порядке, что и цвета радуги. Казалось бы, объяснение получено — все дело в сложном составе белого цвета, который по-разному отражается от предметов, окрашивая их в разные цвета. Однако Ньютон провел опыты и по смешиванию цветных лучей и показал, что желтый цвет из радуги совершенно неотличим от смеси зеленого и красного лучей. Получалось, что такое простое объяснение цвета неверно. Больше к вопросу о цвете он не возвращался.

Во второй раз все стало казаться понятным в 1802 году, когда Томас Юнг показал, что все цвета могут быть получены путем сложения трех основных — зеленого, красного и фиолетового. Через 50 лет в 1855 году Герман Гельмгольц дал глубокую физиологическую интерпретацию теории Юнга, предположив, что в состав сетчатки входят три типа рецепторов, чувствительных к основным цветам, а цвет объекта определяется тем, какова пропорция возбуждения этих рецепторов. Кстати, идею о том, что в глазу есть «светочувствительные аппараты» трех типов, еще в 1756 году выдвигал Михаил Ломоносов. Теория Юнга — Гельмгольца блестяще подтверждалась на практике. Однако прямое доказательство существования ровно трех типов колбочек с различными пигментами, обеспечивающими повышенную чувствительность к длинам волн видимого диапазона 0,43, 0,53, 0,56 микрона, соответствующим фиолетовому, зеленому и желто-зеленому, а не красному цветам, было получено более чем через 100 лет — лишь в 1959 году.

Итак, с физиологической точки зрения все тоже стало ясным. Однако еще Иоганн Гете обращал внимание на психологическую составляющую восприятия цвета. Научное объяснение цветоощущения как психологического феномена было предложено Эвальдом Герингом. Он считал, что в мозгу происходят три параллельных процесса оценки соотношения «желтого и синего», «красного и зеленого» и «черного и белого». За доказательство этого факта американцы Давид Хьюбл и Торстен Вайзел (Визел) в 1981 году получили Нобелевскую премию.

Таким образом, мир разноцветный потому, что солнечный свет имеет сложный состав, и потому, что в сетчатке имеется три типа рецепторов — колбочек с различной чувствительностью к свету с разной длиной волны, и потому еще, что сложная обработка в мозгу сигналов этих рецепторов приводит к формированию психического феномена под названием цвет.

Почему море соленое?

По этому поводу у разных народов существуют на удивление однотипные сказки про утонувшую соляную мельничку, которая работает на дне моря до сих пор. Наука же довольно хорошо знает общие причины солености морей и океанов.

Как известно, в природе существует круговорот воды. Часть этого круговорота — ручьи и реки. Так как вода — хороший растворитель, текущие ручьи и реки вымывают минеральные соли, залегающие в земле. Вымываются они в таких малых количествах, что вода кажется нам на вкус пресной. Однако же это малое количество приносится в море. Под действием солнца вода испаряется, а соль остается в море. Потом испарившаяся пресная вода уносится в виде облаков и вновь выпадает дождями на суше. Так поддерживается жизнь рек и ручьев. И они снова выносят немного растворенных солей в море. Постепенно за множество таких циклов вода в океане становится все более соленой. Почти 80 % растворенных в океане солей — хлористый натрий, то есть обыкновенная поваренная соль. Однако морская вода кажется горькой на вкус: это из-за солей магния.

Многолетние наблюдения над океаном показывают, что его соленость практически не изменяется. Это означает, что приносимые реками соли на что-то расходуются. Во-первых, их используют морские животные для построения своих раковин и скелетов, которые потом откладываются на морском дне. Во-вторых, из-за перенасыщенности раствора соли выпадают в осадок. Таким образом, происходит медленный перенос минеральных веществ с одних участков земной коры на другие. По подсчетам американского ученого Франка Кларка, каждый год реки приносят в моря около 2 млрд тонн растворенных солей. Между прочим, такова же масса годового выброса парниковых газов земной промышленностью. Значит, она уже может оказывать влияние на планетарные процессы.

Подсчеты показывают также, что, если из океанов выпарить всю воду, образуется слой соли толщиной 60 м.