СЕДОЮ древностью завещана нам мечта о чудесной шапке-невидимке, которая делает совершенно невидимым всякого, кто ее наденет. Наши народные сказки постоянно возвращаются к этому любопытному сюжету. Пушкин, ожививший в «Руслане и Людмиле» преданья старины глубокой, оставил нам классическое описание волшебных свойств шапки-невидимки:
И девице пришло на ум
В волненьи своенравных дум
Примерить шапку Черномора.
Людмила шапкой завертела;
На брови, прямо, набекрень,
И задом наперед надела.
И что ж? О чудо старых дней!
Людмила в зеркале пропала;
Перевернула — перед ней
Людмила прежняя предстала;
Назад надела — снова нет;
Сняла — и в зеркале! 'Прекрасно!
Добро, колдун! добро, мой свет!
Теперь мне здесь уж безопасно…'
Эта способность становиться невидимой является единственной защитой для пленной Людмилы, со всех сторон окруженной врагами. Под надежным покровом невидимости она ускользает от пристальных взоров своих сторожей.
О присутствии невидимой пленницы можно было судить только по ее действиям:
Везде всечасно замечали
Ее минутные следы:
То позлащенные плоды
На шумных ветвях исчезали,
То капли ключевой воды
На луг измятый упадали:
Тогда наверно в замке знали,
Что пьет иль кушает княжна…
Едва редела ночи мгла, —
Людмила к водопаду шла
Умыться хладною струею.
Сам карла утренней порою
Однажды видел из палат,
Как под невидимой рукою
Плескал и брызгал водопад.
Многие заманчивые мечты древности давно уже осуществлены наукой; немало сказочных волшебств сделалось достоянием современного ученого. Эдгар По написал «1002‐ю ночь», — где перед реальными достояниями науки бледнеют все сказочные создания восточной фантазии. В наш прозаический век мы пробуравливаем горы, улавливаем молнии, летаем на коврах-самолетах… Не можем ли мы изобрести и шапку-невидимку? В дни всесветной войны, когда все усилия научной мысли, вся техническая изобретательность направлены к одной цели — одолению врага, особенно интересно остановиться на обсуждении этого оригинального способа защиты.
Проницательный автор научно-фантастических романов Герберт Уэллс давно уже сделал попытку перенести вопрос о шапке-невидимке из области мечтаний на почву положительной науки. В своем романе «Невидимый человек» он подходит к разрешению задачи невидимости с точки зрения физики. С поразительным остроумием романист убеждает нас, что человек может сделать свое тело совершенно невидимым, и наглядно показывает, как непобедимо-могуществен был бы такой невидимый человек среди миллионов своих видимых собратьев.
Под покровом невидимости герой романа Уэллса проникает в строго охраняемые помещения, внезапно появляется там, где его меньше всего ожидали, держит в смертельном страхе население целого округа, безнаказанно поражает всякую намеченную им жертву, благополучно ускользает от преследования целой толпы вооруженных людей… Он осуществляет свое могущество, не прибегая ни к каким волшебным средствам; он действует обыкновенной физической силою человека, почти без всякого оружия. Один, с голыми руками, без помощников и сообщников, он становится властелином целого округа.
«– Отныне округ уже не под властью королевы, — пишет он в приказе. — Передайте вашему полковнику, полиции и всем другим: округ под моею властью! Нынешний день — первый день первого года новой эры, эры Невидимого. Я — Невидимый Первый. Сначала мое правление будет милостиво. В первый день свершится казнь только одного человека… Пусть он запирается, пусть прячется, пусть окружает себя охраной, пусть закует себя в броню, если угодно, — смерть, невидимая смерть идет к нему. Не помогай ему, народ мой, дабы не постигла смерть и тебя…»
Эти слова не оказались пустой угрозой, — ничто не могло спасти обреченную жертву от гнева Невидимого.
В чем заключался секрет Невидимого? Каким способом этот человек мог сделать свое тело совершенно невидимым? Герой романа подробно объясняет этот способ, строго опираясь все время на законы оптики. Приведем полностью это поучительное место романа, которое является в то же время и интересной страницей из курса физики:
'– Видимость зависит от действия видимых тел на свет. Тела или поглощают свет, или отражают, или преломляют его, или же одновременно делают все вместе.
Если тело не отражает, не преломляет и не поглощает света, то оно не может быть видимо само по себе.
Так, например, вы видите непрозрачный красный ящик потому, что цвет поглощает некоторую долю света и отражает остальное, а именно все красные лучи.
Если бы ящик не поглощал некоторой доли света, а отражал бы его весь, то он был бы блестящим белым ящиком. Это было бы серебро!
Если вы положите кусок обыкновенного белого стекла в воду или, еще лучше, в какую‐нибудь жидкость, более плотную, чем вода, то вы стекла совсем почти не увидите, потому что свет, переходя из воды в стекло, преломляется и отражается очень слабо и вообще не подвергается почти никакому воздействию. Стекло в таком случае почти столь же невидимо, как струя углекислоты или водорода в воздухе. И происходит это по одинаковой причине. А вот и еще факт, хорошо известный всякому школьнику. Если разбить кусок стекла и превратить его в порошок, он становится гораздо более заметным в воздухе и превращается в конце концов в белый непрозрачный порошок. Это происходит потому, что превращение стекла в порошок увеличивает число плоскостей преломления и отражения. В стеклянной пластинке имеются всего две поверхности, в порошке же каждая крупинка представляет собой плоскость преломления и отражения света, и сквозь весь порошок проходит очень мало света.
Но если белый стеклянный порошок опустить в воду, то он почти совершенно исчезает. Стеклянный порошок и вода имеют почти одинаковый показатель преломления; это значит, что свет, переходя из одной из этих сред в другую, преломляется и отражается очень мало.
Вы делаете стекло невидимым, помещая его в жидкость с почти одинаковым с ним показателем преломления; всякая прозрачная вещь делается невидимой, если поместить ее в среду, обладающую одинаковым с ней показателем преломления.
И если вы чуточку подумаете, то вы поймете, что и стеклянный порошок можно сделать невидимым и в воздухе, если только вам удастся довести показатель преломления его до показателя преломления воздуха. Ибо в таком случае, при переходе света из порошка в воздух и обратно, он не будет ни отражаться, ни преломляться.
Сколько существует прозрачных веществ, которые вовсе не кажутся таковыми!
Бумага, например, состоит из прозрачных волокон, и если она представляется нам белой и непрозрачной, то это происходит по той же причине, по которой толченое стекло кажется нам белым и непрозрачным. Намаслите белую бумагу, заполните все поры между частицами бумаги маслом так, чтобы преломление и отражение происходило только на поверхностях, — и бумага сделается столь же прозрачной, как и стекло. И не только бумага, но и волокна хлопка, волокна льна, шерсти, дерева, а также — заметьте — кости, мясо, волосы, ногти и нервы.
Одним словом, все составные части человека, за исключением красных кровяных шариков и темного пигмента волос, состоят из прозрачной бесцветной ткани; вот как мало нужно, чтобы мы могли видеть друг друга! По большей части ткани живого существа не менее прозрачны, чем вода'.
Деревянная пластинка, ставшая прозрачной после обработки по способу профессора В. Шпальтегольца. — Ясно видна надпись на бумажке, лежащей позади пластинки
Верны ли физические основания этого рассуждения? Безусловно. Более того: в самое последнее время те же соображения с успехом применяются на практике при изготовлении прозрачных анатомических препаратов.
Прозрачные препараты частей тела и даже целых небольших животных можно видеть теперь в коллекциях не только на Западе, но и у нас. Способ изготовления их разработан лет восемь назад известным анатомом, профессором В. Шпальтегольцем[91]. Та часть тела или то животное, которое желают сделать прозрачным, пропитывают особой жидкостью, подобранной так, что показатель ее преломления равен показателю преломления тканей взятого тела. Когда препарат пропитается этою жидкостью и она заполнит его поры, он становится прозрачным и ясно обнаруживает разветвленные в нем сосуды, нервы и т.п. Каждая органическая ткань обладает особым показателем преломления, и, следовательно, для просветления ее надо брать соответствующую жидкость. Даже такие тела, как кости, зубы, дерево удается делать прозрачными по этому способу. Существуют прозрачные препараты целых животных — лягушек, мышей, рыб, раков и т.п.
Конечно, отсюда еще очень далеко до осуществления уэллсовой утопии о живом человеке, прозрачном настолько, что он совершенно невидим. Далеко потому, что надо еще, во‐первых, найти способ пропитывать просветляющей жидкостью ткани живого организма, не нарушая его отправлений. Во-вторых, препараты профессора Шпальтегольца только прозрачны, не невидимы; ткани этих препаратов могут быть невидимы лишь до тех пор, пока они погружены в сосуд с жидкостью соответствующей преломляемости. Для того, чтобы они были невидимы в воздухе, нужно, чтобы показатель их преломления равнялся показателю преломления воздуха, — а как этого достигнуть, мы не знаем.
Но допустим, что со временем удастся добиться того и другого и, следовательно, осуществить на деле мечту английского романиста. Будут ли у нас тогда невидимые солдаты, невидимые батальоны, которые нежданно оказываются в тылу неприятеля и наводят панику на целую армию своими непостижимыми, сверхъестественными действиями?
Нет! Все мечты Уэллса о всемогуществе невидимого человека основаны на курьезном недоразумении. Английский романист, увлекшись своей идеей, упустил из виду одно обстоятельство, вытекающее из элементарных оснований физики. И это досадное упущение уничтожает все заманчивые возможности, рисуемые романистом. Невидимый человек Уэллса — если бы мог существовать в действительности — был бы не могущественнейшим из смертных, а самым беспомощным созданием в мире…
Прозрачный препарат лягушки, приготовленный по способу профессора В. Шпальтегольца
Может быть, вдумавшись в физические особенности воздушно-прозрачного человека, читатель и сам догадается, в чем заключалась ошибка английского романиста?
Вероятно, Уэллс никогда не написал бы своего романа о приключениях невидимого человека, если бы задал себе вопрос: может ли невидимый человек видеть? Дело в том, что невидимый ничего не может видеть, именно вследствие своей невидимости. Ведь все части его тела, не исключая и глаз, вполне прозрачны и притом преломляют световые лучи совершенно так же, как окружающий воздух. Ясно, что такой воздушно-прозрачный глаз перестает быть глазом; он не преломляет световых лучей, не собирает их в фокус на сетчатке, не поглощает их пигментом; лучи света проходят через такой глаз вполне свободно, не преломляясь и не задерживаясь… Уже под водой наш глаз с трудом различает предметы, так как показатель преломления воды близок к показателю преломления прозрачных средин нашего глаза. Что же было бы, если бы наш глаз и окружающая среда обладали вполне одинаковою преломляемостью? Мы не видели бы ровно ничего, были бы совершенно слепы.
И так же слеп должен быть невидимый человек Уэллса. Пресловутая «новая эра, эра Невидимого» должна была бы в действительности состоять в том, что грозный претендент на власть скитался бы ощупью по улицам, прося милостыню, которой никто не мог бы подать, так как проситель невидим. Вместо могущественнейшего из смертных перед нами был бы беспомощный калека, обреченный на жалкое существование…
Могущество современной подводной лодки также заключается в ее невидимости, — в том, что она совершенно незаметно подкрадывается к вооруженному стальному гиганту и выпускает в него свою разрушительную мину.
Но стоит метким выстрелом повредить у подводной лодки ее глаз — перископ, и она становится беспомощной; «слепота» лишает ее всякой возможности воспользоваться преимуществами своей невидимости.
Итак, в поисках «шапки-невидимки» нам нет нужды идти по пути, указываемому Уэллсом — этот путь, даже при полном успехе поисков, не может привести к цели. Единственное, к чему можно было бы с пользою приложить идею английского романиста, это — изготовление прозрачных, а потому и невидимых военных механизмов. Аэропланы с прозрачными поддерживающими плоскостями, применяемые в германской и французской армиях, являются гораздо более могущественным орудием, нежели обыкновенные «видимые» аэропланы: малозаметные уже на небольшой высоте, они могут поражать неприятеля и производить разведку там, где менее всего ожидают этого[92].
Кроме прозрачности, есть еще и другой путь к разрешению задачи «шапки-невидимки». Он состоит в окраске предметов соответствующим цветом, «защитным цветом», делающим их незаметными для глаза. Это, конечно, лишь отчасти достигает цели, но в военном деле приходится пользоваться даже и незначительными преимуществами.
Джек Лондон в одном из своих рассказов пытался, впрочем, дать полное разрешение задачи невидимости путем окраски. Читателям, вероятно, известен его рассказ «Тень и блеск». Герой рассказа стремится достичь полной невидимости посредством окраски предмета в «безусловно черный» цвет.
'– Цвет есть не что иное как ощущение, — говорил он. — Он не имеет объективной реальности. Без цвета мы не можем видеть ни красок, ни самих предметов. Все предметы черны в темноте, и в темноте мы не можем их увидеть. Если на них падает свет, они не отражают лучей к нашему глазу, и таким образом, мы не получаем зрительного доказательства их существования… Поэтому я утверждаю, что целесообразным смешением соответствующих частей можно достигнуть безусловно черной краски, делающей невидимым всякий окрашенный ею предмет.
— Окунись я в такую краску, — продолжает герой Джека Лондона, — весь мир очутился бы у моих ног. Мне принадлежали бы тайны королей и дворов, комбинации дипломатов и политических деятелей, планы биржевиков, замыслы трестов и синдикатов… Я мог бы держать в руке внутренний пульс мира и был бы величайшей в свете силой!..'
Способ, предлагаемый (конечно, не серьезно) Джеком Лондоном, не выдерживает критики. Черный предмет невидим только на черном фоне; на всяком же ином фоне резко выделяется его темный силуэт. Фокусники пользуются этим для своих целей: они обивают сцену черным бархатом, и тогда сообщник фокусника, невидимый благодаря своему черному костюму и маске, незаметно выполняет все приказания волшебной палочки… Но этот костюм-невидимка, спасающий на фоне того же цвета, очень резко обнаруживается на всяком другом.
Вообще принятие окраски окружающего фона есть самый простой и естественный способ укрыться от взгляда, стать незаметным. К нему постоянно прибегает природа, наделяя свои создания «охранительной» окраской.
К нему прибегает и человек в современной войне. Пестрое, блестящее одеяние воинов старого времени отошло в область преданий и заменилось обмундированием однообразного «защитного» цвета, трудноразличимым в поле, на лугу или в лесу. На снежных равнинах Польши германские солдаты надевают белые плащи, делающие их невидимыми; турецкие разведчики часто окрашивают лицо и руки в зеленый цвет, чтобы стать неразличимыми в яркой листве южного театра войны, как невидим зеленый кузнечик на лугу.
Этим не исчерпываются все применения соответствующей окраски для целей невидимости. Существуют еще и другие возможности, которые частью уже осуществляются. Так, например, физиология зрения учит, что в силу особенностей нашего глаза синие и зеленые тона более пригодны для роли «защитных», чем красные и оранжевые; из всех цветов красный наиболее заметен на расстоянии, между тем как синие и фиолетовые предметы издали становятся расплывчатыми и поглощаются фоном. Недаром садовники размещают синие и лиловые цветы на переднем плане клумб, группируя красные и оранжевые подальше, в центре. Этот факт может быть с пользою применен и в практике военного дела.
Далее, путем опытов найден способ делать предметы незаметными даже на таком фоне, который, как небо или море, не имеет одного постоянного цвета, а вечно изменяет свой вид и окраску. Способ этот состоит в применении так называемого «правила лоскутьев», гласящего, что очертания предметов становятся почти неразличимыми, если они покрыты полосами и пятнами.
Немцы пользуются этим принципом для маскирования своих земляных укреплений: мешки с песком они кладут так, чтобы темные чередовались с более светлыми.
«Это было первое, что я заметил в немецких траншеях, — пишет с фронта английский офицер. — Благодаря такой лоскутной уловке невозможно выследить, где их бойницы, тогда как наши оказываются легко заметными». Опыты, произведенные в американском флоте, показали, что неправильные спиральные темные линии и пестрые темные пятна на сером фоне делают боевое судно почти невидимым с далекого расстояния. Лоскутный принцип позволяет также скрыть местоположение аэродрома от взора неприятельского летчика; для этого вокруг аэродрома очищают землю от травы разбросанными участками, а сам аэродром окрашивают под бурые и зеленые лоскутья.
Универсальным защитным цветом, пригодным для всякой обстановки, была бы зеркальная поверхность, отражающая фон. Предмет с такой поверхностью автоматически принимает вид и окраску окружающей среды; обнаружить его присутствие с дальнего расстояния почти невозможно. Говорят, германцы для новейших цеппелинов до некоторой степени применяют этот принцип: поверхность цеппелинов покрыта блестящим слоем алюминия, отражающим небо и облака: заметить такой цеппелин при полете очень трудно, если его не выдаст жужжание мотора.
Как видим, чудесные свойства шапки-невидимки, еще недавно существовавшие только в волшебных сказках или в лучшем случае в фантастических романах, теперь используются человеком в действительной жизни. Правда, пока еще человек не добыл настоящей шапки-невидимки; он научился только подражать, и то весьма несовершенно, ее волшебным свойствам. Но раз выступив в поиски шапки-невидимки, технический гений человека едва ли успокоится раньше, чем дойдет по этому пути до конечной цели.