Часть 10 из 45 В начало
Для доступа к библиотеке пройдите авторизацию
Нерео жил в Красных Башнях, где его исследования финансировал некий богатый спонсор. В отсутствие университета Нерео был лишен коллег, которые могли бы оспорить или поддержать его идеи, хотя иметь дело с прихотями богатого промышленника было, пожалуй, не столь обременительно, как с академической политикой Зевгмы.
— Я уверен, — продолжил Нерео, — что присутствующие здесь ученые умы не понаслышке знакомы с конкурирующими взглядами на природу света, поэтому не стану тратить время на перечисление их преимуществ и недостатков. Волновая доктрина стала преобладать над корпускулярной более года тому назад, после того, как наш коллега Джорджо продемонстрировал, что монохроматический свет, пропущенный через две узкие щели в непрозрачной перегородке, порождает узор из чередующихся темных и светлых полос — как будто волны, выходящие из каждой щели, усиливали и ослабляли друг друга в результате взаимного наложения. Геометрические свойства этого узора позволили оценить длину световой волны — и, как показали измерения, длина волны красного света оказалась примерно вдвое больше фиолетового.
Ялда посмотрела по сторонам в поисках Джорджо, который был ее научным руководителем; он стоял у переднего края аудитории. Его эксперименты казались ей вполне убедительными, хотя многие из давних сторонников корпускулярной доктрины по-прежнему оставались при своем мнении. Зачем выдумывать какую-то фантастическую «длину волны», утверждали они, если любому ребенку, который хоть раз видел на небе звезды, было очевидно, что цвет меняется в зависимости от скорости света?
— При всем уважении к своему коллеге, — сказал Нерео, — должен, однако же, заметить, что работать с картиной, полученной в опыте с двумя щелями, на практике оказалась довольно сложно. Низкая яркость изображения приводит к тому, что детали, расположение которых мы хотим зафиксировать с необходимой точностью, могут оказаться нечеткими, а это, в свою очередь, существенно увеличивает погрешность измерений. В надежде найти решение этих проблем, я занялся изучением случая, который естественным образом обобщает идею Джорджо.
Предположим, что в нашем распоряжении имеется большое число одинаковых источников колебаний; мы располагаем их на одной прямой через равные промежутки, которые превышают длину колебательных волн, но в целом сравнимы с ней по величине.
На груди Нерео появилось изображение.
Если мы зададимся вопросом, в каком направлении волновые фронты от всех этих источников будут взаимно усиливать друг друга, — произнес он, — то ответ будет таким: во-первых, наложение фронтов произойдет, если мы будем удаляться от прямой, на которой лежат источники волн, двигаясь перпендикулярно к ней. Это, однако, не единственный вариант. Волновые фронты накладываются и при движении под углом, при определенном отклонении от центральной линии в ту или иную сторону.
Однако, в отличие от первого случая, этот угол зависит от длины колебательных волн: с ростом длины волны отклонение от центральной линии также увеличивается.
Точное соотношение между длиной волны и величиной угла выражается простой тригонометрической формулой, с которой вы все знакомы по работе Джорджо; он рассматривал случай с двумя источниками, а я всего лишь развил эту идею. Тем не менее, увеличение количества источников дает важное преимущество — большее количество проходящего света позволяет сформировать более яркую и четкую картину.
Нерео подал знак своему помощнику, который потянул ручку управления ставнями, защищающими от наружного света, и зал погрузился во тьму. Прежде, чем глаза Ялды успели привыкнуть, на экране за спиной докладчика — теперь уже невидимого — появились три сияющих световых пятна. В центральном пятне она узнала практически не изменившееся изображение Солнца, пойманное гелиостатом на крыше. По обе стороны от него располагались ослепительно яркие цветные полосы — искаженные отголоски основного изображения. Их внутренние края, ближе всего расположенные к центру экрана, были окрашены в густой фиолетовый цвет, который постепенно сменялся насыщенным и четко видимым спектром — вплоть до оттенков красного цвета. По виду полосы напоминали звездный шлейф самого Солнца.
— При помощи лучших инженеров моего благодетеля, — произнес из темноты голос Нерео, — я сконструировал систему пантографов, позволяющих проделать в пассивитовой пластине ряд щелей с точным соблюдением расстояний — более двух дюжин гроссов на мизер. Из моих расчетов следует, что количество волн, приходящихся на один мизер, для фиолетового света составляет шесть дюжин гроссов, а для красного в его крайнем проявлении — около трех с половиной дюжин гроссов. В общем и целом, этот вывод соответствовал результатам Джорджо — не противоречил им, а лишь уточнял.
Ялде уже много раз доводилось видеть подобную демонстрацию — правда, с хрусталитовыми призмами, — но подлинная красота непревзойденной по четкости картины Нерео раскрыла ей глаза на всю значимость этого эксперимента. Никто не мог дать подробного описания процесса, благодаря которому призма расщепляла свет на отдельные цвета, поэтому углы, под которыми лучи разного цвета выходили из хрусталитовой пластины, никоим образом не проясняли природу самого света. Барьер Нерео, с другой стороны, не был чем-то таинственным; он знал расположение каждой щели, каждая микроскопическая деталь была задумана им с определенной целью. Тот факт, что свет мог представлять собой некую вибрацию, уже противоречил здравому смыслу — что могло вибрировать в межзвездной пустоте? — и в то же время прямо перед ней было не только убедительное доказательство в пользу волновой доктрины, но и понятный, недвусмысленный способ приписать каждому оттенку определенную длину волны.
Ставни снова открылись. Ялда почти не вслушивалась в вопросы аудитории; у Нерео ей хотелось спросить только одно — как скоро он сможет сотворить еще одно такое чудо. И пока Людовико бубнил об «очевидных» перспективах согласования эксперимента Нерео с доктриной светоносных частиц, Ялда фантазировала о пантографах. Если Нерео не сможет предоставить им световую гребенку, то, возможно, университету будет по силам сделать свою собственную?
Когда выступление было окончено, она быстро прошла в переднюю часть зала; будучи студенткой Джорджо, Ялда была обязана оказать его гостю радушный прием. Неподалеку вертелись Руфино и Зосимо, готовые сопроводить Нерео в университетскую столовую. Ялда оказалась в заднем поле зрения Нерео в тот момент, когда двое выдающихся экспериментаторов развлекали себя непринужденной беседой. Учитывая ее размеры, игнорировать Ялду было довольно сложно, и когда их глаза встретились, она решила воспользоваться удобным случаем.
— Прошу прощения, сэр, я упустила возможность задать вам вопрос, — сказала она.
Джорджо не выглядел довольным, но Нерео проявил снисходительность.
— Я слушаю.
— Расположение света внутри звездного шлейфа зависит от скорости светового луча, — начала она. — Нельзя ли выяснить более точную зависимость между длиной волны и скоростью, пропустив последовательные срезы звездного шлейфа через ваше устройство? — И когда Нерео не ответил сразу, Ялда любезно добавила: — На горе Бесподобная у университета есть прекрасная обсерватория. Вооружившись двумя инструментами и объединив усилия…
Нерео прервал ее.
— Если фрагмент звездного следа достаточно узок, чтобы по нему можно было судить о скорости света, то он не даст нужной яркости. Дифракционная картина с информацией о длинах волн окажется настолько тусклой, что ее невозможно будет рассмотреть.
Он снова повернулся к Джорджо. Ялда беззвучно выругала себя; она не подумала о практической стороне дела.
Когда впятером они покинули лекционный зал и вышли на вымощенную булыжником территорию университета, мысли Ялды были заняты отчаянными попытками спасти ее проект. Химики все обещали и обещали изобрести светочувствительное покрытие для бумаги, которое при достаточно долгом экспонировании могло бы запечатлеть телескопическое изображение звезд. Однако их лучшее на сегодняшний день решение реагировало лишь на узкую часть светового спектра и имело склонность к самопроизвольному возгоранию.
Когда они пришли в столовую, внутри у самого входа их ждал Людовико. Отважно отделившись от группы, Зосимо подошел к нему, чтобы отвлечь внимание какой-то импровизированной чепухой насчет административных накладок с оплатой обучения. Дискуссии о преимуществах волновой и корпускулярной доктрин всегда встречали с одобрением, но Людовико со своей мономанией явно переходил все границы.
Ялда и Руфино пошли в кладовую за едой.
— У тебя, наверное, хорошее зрение, Ялда, — произнес дразнящим голосом Руфино, — раз ты надеешься измерить длину волны по одной ниточке звездного света.
— Способ наверняка есть, — парировала она, выпячивая дополнительную пару рук и решая таким образом проблему выбора из шести пряных караваев, которые в Зевгме по традиции предлагали гостям.
Людей в столовой было немного; большинство из них обедали намного позже, в третьей склянке. Когда Нерео и Джорджо сели и приступили к еде, Ялда и Руфино остались стоять рядом, внимательно наблюдая за происходящим; Зосимо они не видели, но он, скорее всего, подыгрывал своей же истории, вынуждая Людовико, заведующего финансами факультета, дотащиться до своего кабинета, чтобы проверить платежные ведомости.
Размышляя над тем, сколько усилий и умений было потрачено на создание чудесного изобретения Нерео, Ялда поняла, что на построение материальной базы, необходимой для создания собственной световой гребенки, у университета уйдет несколько лет; необходимая для этого точность намного превышала их современные возможности. Если Нерео уедет, не заключив с ними соглашение о сотрудничестве, то им придется довольствоваться одними лишь таблицами, сопоставляющими длины волн с субъективными оценками различных цветов. Нерео, надо полагать, опубликует их в положенный срок. Сведения о том, сколько колебаний «красного», «желтого» или «зеленого» света умещается в одном мизере, были не такими уж бесполезными, но по сравнению с возможностью дать количественную оценку длинам волн реального светового луча с помощью оптической скамьи это были всего лишь жалкие второсортные данные. А без точных данных надеяться на понимание природы света просто невозможно.
Математические методы применялись для описания звуковых колебаний, колебаний твердых тел, колебаний натянутых струн — тем самым устанавливалась связь между свойствами сред, обеспечивающих распространение волн, и свойствами самих волн. Среда, ответственная за распространение света, была самой неуловимой из всех, но если бы мы смогли приписать конкретные числа самим волнам, то, вероятно, смогли бы охватить своим пониманием даже эту странную субстанцию.
Нерео встал и обратился к студентам.
— Обед был очень вкусным; благодарю вас.
В отчаянии Ялда выпалила мысль, которая невысказанной таилась где-то на границе ее подсознания.
— Прошу прощения, сэр, но… что если пропустить через ваше устройство полный шлейф звезды? Ведь при должной фокусировке цвета растянутого спектра можно рекомбинировать, и тогда изображение будет достаточно ярким, чтобы его можно было рассмотреть, верно?
Джорджо воскликнул:
— Хватит уже! Наш гость устал!
Нерео поднял руку, призывая проявить терпение, и дал Ялде ответ:
— Согласно принципу обратимости, да — но только при условии, что оба метода распределения цветов находятся в точном соответствии друг с другом, в чем лично я сомневаюсь.
Кожу Ялды начало покалывать от возбуждения. Если результат рекомбинации цветов зависел от точного способа объединения световых лучей — тем лучше.
— Что если сфокусировать звездный шлейф с помощью гибкого зеркала? — предложила она. — В виде ленты, форму которой можно регулировать по всей длине, изменяя, таким образом, углы падения лучей разного цвета. Подбирая форму зеркала так, чтобы на выходе комбинированной системы получалось четкое одиночное изображение звезды… разве заключительная, успешно подобранная форма не будет содержать информацию о взаимосвязи между длиной волны и скоростью?
Нерео молчал, погрузившись в размышления. Руфино смущенно рассматривал пол. Джорджо пристально смотрел прямо в лицо Ялде; ей стало понятно, что он был всерьез поражен если не корявой формулировкой ее предложения, то, по крайней мере, ее неприкрытой дерзостью.
Нерео ответил:
— Это вполне может сработать. А если вы закроете центр изображения звезды — самую яркую его часть — то ваши глаза адаптируются к менее яркому свечению ореола, и вам будет проще понять, при какой конфигурации зеркала он становится максимально незаметным.
На мгновение Ялда лишилась дара речи. Если Нерео предлагал методы улучшения ее методологии, значит, он воспринял предложение всерьез.
— Значит, по-вашему, этот эксперимент не пустая трата времени?
— Разумеется, — заверил ее Нерео. — И что касается Бесподобной, то лучше уж вы, чем я. За последние годы я слишком привык к некоторым декадентским удобствам — например, к воздуху.
Джорджо удивленно прожужжал.
Ялда еще не приходилось бывать в обсерватории, но никакие трудности ее не пугали.
— Сэр, вы не одолжите нам свою световую гребенку? — Сияющий ключ к тайнам длин волн, купленный баснословно богатым меценатом, вознесется на вершину горы, чтобы встретиться со светом звезд… в ее руках?
— Я одолжу вам ее на восемь курантов, — ответил Нерео, — А потом мне придется вас покинуть, иначе я опоздаю на поезд. Этого времени вам должно хватить, чтобы откалибровать свою лучшую призму.
— Призму? Но…
— Вашу методологию с тем же успехом можно применить и к призме, рекомбинирующей цвета звездного шлейфа, — прервал ее Нерео. — Чтобы эксперимент не прошел даром, вам нужно просто составить переводную таблицу, соотносящую углы, под которыми свет определенного оттенка выходит из каждого устройства. Так что, успеете это сделать до моего отъезда?
Какой-то молодой студент занял гелиостат для эксперимента с поляризацией, но когда Ялда спросила, может ли он прерваться на обед, он, не раздумывая, уступил ей место.
Она выбрала в кладовке призму, которой уже пользовалась раньше; ее грани были безукоризненно прозрачными — без единой трещины или скола, — и, благодаря полировке, почти идеально плоскими. Каким бы загадочным ни был процесс разделения цветов, Ялда знала, что такая призма всегда выдаст плавный спектр.
Установив призму перед лучом света, который падал сверху вниз, отражаясь от установленного на крыше зеркала с механическим управлением, Ялда закрепила гребенку Нерео на платформе, которая благодаря шарниру могла двигаться по дуге разноцветного веера на выходе из призмы, и, кроме того, установила перед гребенкой щель, с помощью которой в спектре призмы можно было выбрать узкий диапазон цветов. Сделать ее слишком узкой было нельзя, так как дифракция света в этом случае происходила бы уже на самой щели.
Она разместила позади гребенки белый экран длиной в пол-поступи и приготовилась записывать пары углов для последовательных оттенков: угол преломления луча на выходе из призмы и угол, под которым луч далее отклонялся гребенкой.
Ялда работала с педантичной тщательностью, но спустя какое-то время процесс стал протекать чисто механически, на автомате. Она взглянула на поляризаторы, которые сняла со скамьи — пластины экзотического хрусталита из Разбитого Холма. Если поместить одну из них на пути светового луча, его яркость уменьшится на треть. Второй поляризатор, ориентированный точно вдоль первого, не производит никакого эффекта; если же поляризаторы расположить «крест-накрест» — то есть так, чтобы их оси образовали прямой угол — первоначальная яркость уменьшится еще на треть.
Джорджо пытался объяснить это явление в рамках волновой доктрины. Упругое твердое тело может испытывать поперечные колебания, при которых деформации среды ориентированы перпендикулярно движению волны. Поляризатор, — рассуждал он, — каким-то образом подавляет световой аналог таких волн, когда они ориентированы вдоль особой оси минерала. Горизонтальный поляризатор может подавить колебания влево-вправо; второй поляризатор, расположенный вертикально — избавиться от волн, которые колеблются вверх-вниз.
Но одна загадка все равно оставалась нерешенной. Помимо поперечных волн в любом твердом теле существовали еще и волны давления, которое во многих отношениях напоминали звуковые волны в воздухе. Скорости двух видов волн были связаны с различными свойствами материала, причем волны давления всегда двигались быстрее поперечных. Сравняться друг с другом эти скорости могли только в какой-нибудь экзотической среде — и даже это потребовало бы до нелепости случайного совпадения.
Если скорость света, прошедшего через пару поляризаторов, отличалась от скорости света, который был ими заблокирован, то пропустив звездный след через два взаимно перпендикулярных поляризатора, мы бы заметили, что яркость следа уменьшается неравномерно. На практике же яркость всех цветов, составляющих след звезды, уменьшалась абсолютно одинаково. Световые волны, лишенные полярности, — и якобы эквивалентные волнам давления в твердом теле — по скорости не отличались от остальных.
Ялда не могла поверить в простое совпадение — эдакий идеальный сговор между модулями упругости. Дело, скорее всего, было в ошибочной аналогии. Какая бы субстанция ни отвечала за перенос света в межзвездном пространстве, в реальности она не претерпевала ни сжатий, ни растяжений, ни сдвигов. И хотя Нерео удалось зафиксировать длину световой волны — то есть расстояние, соответствующее одному циклу, — ответить на вопрос «циклу чего?» пока что не мог никто.
Когда все измерения были завершены, Ялда посыпала грудь краской и перенесла на бумагу три копии полученной таблицы — одну для Джорджо, одну для Нерео — ему она вряд ли пригодится, так как результаты измерений относились к конкретной призме, но подобный жест, тем не менее, казался ей хорошим тоном — и еще одну для хранения в мастерской вместе с самой призмой.
Нерео ждал у южных ворот университета — декоративной каменной арки, которую опоясывали лианы, покрытые фиолетовыми цветами. Цветы не закрывались даже днем — такую способность они приобрели, благодаря целенаправленной селекции. Ялда от души поблагодарила Нерео и чуть было не предложила донести его багаж до вокзала, но за чемоданы уже взялись Руфино и Зосимо, а она научилась уважать их чувство собственного достоинства и не демонстрировать свою физическую силу без особой на то причины.