Веревка вокруг Земли и другие сюрпризы науки

Если бы человечество считало, что «эволюция, движимая естественным отбором, — всего лишь гипотеза», оно должно было бы заготовить массу альтернативных объяснений, и, возможно, идея «разумного начала» — как раз одно из них (хотя я лично так не считаю, поскольку для гипотезы это объяснение содержит слишком мало характерных признаков научности). Но идея эволюции, основанной на естественном отборе, — прочнее, чем просто гипотеза, это теория. Единственная теория, объясняющая известные нам факты, и вместе с тем одно из величайших достижений науки за последние две сотни лет.

Без колес не разберешься

Когда крытые повозки мчатся по прерии, преследуемые улюлюкающими индейцами, иногда кажется, будто колеса этих повозок вращаются в обратном направлении — во всяком случае, если вы наблюдаете за этой сценой в кино. В реальной жизни такого никогда не происходит.

Эта иллюзия связана с тем, что движущаяся картинка состоит из серии неподвижных кадров, воспроизводимых со скоростью 24 единицы в секунду. Каждый кадр являет собой изображение, которое присутствует в вашей зрительной системе до тех пор, пока не сменится следующим кадром. Если камера «берёт» движение колеса со спицами — а именно такие колеса были у фургонов американских первопоселенцев, — последовательность кадров даст представление о вращении колеса за счет изменения расположения спиц. Есть три варианта оптических иллюзий, способных вмешаться в этот процесс. Хотя повозка и мчится, может показаться, будто колеса неподвижны; может показаться, что они крутятся в обратном направлении; и может показаться, что колеса крутятся в нужном направлении, но намного медленнее, чем вы ожидали. Объяснение первой иллюзии — неподвижные колеса у мчащейся повозки — поможет нам лучше понять остальные две.

Если для простоты объяснения взять колесо, где всего четыре спицы, то в первом кадре спицы могут выглядеть перекрестьем с осями, расположенными строго вертикально и горизонтально; будь спицы стрелками часов, они указывали бы на 12,3, 6 и 9 часов. Если между первым и вторым кадрами колесо совершит ровно четверть оборота, зрителю покажется, что спицы не сдвинулись, потому что та спица, что раньше показывала на 12, теперь показывает на 3 и все остальные спицы тоже сдвинулись на три часа вперед. То есть спицы выглядят точно так же, как и в предыдущем кадре, поэтому мы думаем, что они неподвижны. Если повозка сохраняет постоянную скорость, в следующем кадре спицы сдвинутся еще на четверть оборота, и нам снова будет казаться, что колесо не вращается. Допустим, съемка длилась несколько секунд и получилось сто и больше кадров, — все это время на экране нам будет казаться, будто повозка скользит по прерии на неподвижных колесах, — но это только при условии, что скорость не меняется.

Теперь предположим, что, вместо того чтобы поворачиваться от кадра к кадру ровно на четверть оборота, колесо делает чуть меньше, чем четверть оборота. Теперь спица, указывавшая на 12 часов, сдвигается, скажем, к 2 часам; с 3 часов спица сдвигается на 5, и так далее. Колесо, сдвинувшееся в новом кадре «на два часа вперед», на экране выглядит точно так же, как если бы оно сдвинулось «на час назад». В следующем кадре колесо, переместившееся еще «на два часа вперед», опять будет казаться откатившимся «на час назад». И так на протяжении нескольких следующих секунд: колеса будто бы медленно крутятся назад, а повозка при этом летит вперед.

И наконец, третья иллюзия: повозка мчится быстро, а колеса крутятся вперед, но медленно. Такое впечатление возникает потому, что спица с 12 часов передвигается вперед немного дальше, чем на 3 часа, и так с каждой спицей. В итоге от кадра к кадру заметно небольшое смещение всех спиц по часовой стрелке.

«…И Дисней, неизвестный и немой» [60]

В 1872 году перебравшегося в Калифорнию эксцентричного английского фотографа Эдварда Майбриджа (урожденного Магериджа, 1830–1904) попросили рассудить спор: если лошадь мчится галопом, бывает ли в ее движении такой момент, когда все четыре ее ноги находятся в воздухе? Майбридж придумал целую систему из множества фотокамер, которая запускалась при помощи натянутой проволоки и давала последовательные снимки галопирующей лошади: на одном из них все ноги лошади действительно не касались земли. Однако система Майбриджа не просто разрешила спор. Запечатлев таким образом разных животных и людей в движении, фотограф создал несколько комплектов снимков, которые, будучи быстро показанными в нужной последовательности, складывались в нечто вроде одного из самых первых мультипликационных фильмов.