Цвет без красок

Рассказывая как-то о своем методе, Денисюк упомянул о цветных фотографиях Липмана. Он не думал, что заденет что-то такое в душе своего добровольного помощника и тот начнет по вечерам задерживаться в лаборатории. Виктора почему-то захватил способ получения цветных фотографий с помощью черно-белых эмульсий. Ничего нового, ничего сверхобычного в нем не было. И никаких особых перспектив он тоже не предвещал. Теперь этот метод цветной фотографии давно вытеснен новыми, пользующими современные многоцветные эмульсии. Но что-то в липмановском способе Виктора увлекло.

Виктор даже изготовил одну такую фотографию. Самым сложным оказалось сделать специальную кассету, в которую надо было залить ртуть. Пластинка вставлялась в кассету эмульсией внутрь и плотно обжималась по краям. Затем в кассету наливалась ртуть.

Ртуть служила зеркалом, отбрасывающим свет, прошедший сквозь эмульсию, обратно в нее. Обойтись без ртути было невозможно, и Виктору пришлось проделать эту работу в вытяжном шкафу химической лаборатории. После того как все было закончено, Виктор проявил пластинку. С тех пор она стоит у него на столе. В ярком свете солнца пли обычной лампы на ней можно видеть ярко-красную розу на фоне изумрудной зелени листьев.

Некоторые из знакомых Виктора ни за что не хотели поверить, что эта замечательная фотография сделана не на цветной эмульсии. Своим товарищам-студентам он мог доказать это при помощи микроскопа, сквозь который в эмульсии были видны лишь обычные черные пятнышки. Но неоптики ему не верили.

Для того чтобы по-настоящему понять причину чуда, нужно посмотреть на срез эмульсии сбоку. И это тоже не просто. Увеличение должно быть большим, предстояли рассмотреть структуру, размеры которой составляют доли микрона.

Нет, никаких красок скептики по-прежнему не видали. Однако в расположении черных точек нельзя было не заметить неожиданной регулярности. Оказывается, они группируются в слои, отстоящие одни от другого на одинаковых расстояниях. Правда, эти расстояния в разных местах эмульсии различны, различна и плотность слоев, но бросалась в глаза почти полная их параллельность во всех частях эмульсии. Неоптику это, конечно, ни о чем не говорило. Но постигшим законы света открывалась еще одна замечательная особенность оптики: фотопластинка, экспонированная по методу Липмана, отличается тем, что ее черно-белая эмульсия зафиксировала не только контуры изображения букета роз, сформированного объективом, но и записала информацию о цвете отдельных частей изображения, причем так, что информация непосредственно преобразуется в соответствующие цвета при простом освещении пластинки белым светом.

Различия яркости объекта, как и в обычной фотографии, отображаются на пластинке степенью почернения соответствующего участка пластинки. Информация о цвете записана в чередовании черных и белых слоев, перемежающихся в толще эмульсии. Слои фиксируют стоячие световые волны, образованные взаимодействием волн, пришедших от объекта, и отраженных волн, отброшенных им навстречу зеркальным слоем ртути, расположенным за эмульсией. Это хитрый код, в котором записана информация о цвете предмета, и Липман сумел понять его и использовать.

Нечто подобное каждый видел и на поверхности воды, когда достаточно длинный цуг волн отражается от какого-либо протяженного неподвижного препятствия. На поверхности как бы застывает стоячая волна, но это волна не простая. Отраженная волна является продолжением падающей. Это две части одной волны, поэтому они строго согласованы между собой. Они взаимно когерентны, скажет физик, настолько же, насколько когерентны различные части самой падающей волны. Непосредственно у препятствия частицы воды практически неподвижны. На некотором расстоянии от него амплитуда колебаний максимальна. Это пучность стоячей волны. По мере удаления от препятствия пучности следуют на равных расстояниях одна от другой, отделенные узлами - областями, где вода остается практически неподвижной.

Расстояния между пучностями равны расстояниям между узлами. Они вдвое меньше длины волны, бегущей по свободной поверхности воды вдали от препятствия, куда не доходят отраженные волны.

Желая передать краски окружающего мира, Липман нашел способ фиксировать в фотоэмульсии стоячие волны света. Поверхностный слой эмульсии, примыкающий к зеркалу, остается прозрачным. Темные слои, отделенные равными прозрачными промежутками, - следы пучностей световых волн, то есть тех областей, где амплитуды падающих и отраженных волн складывались и интенсивность фотохимического действия была максимальной. Расстояния между слоями равны половине длины световой волны, для зеленого цвета равной 0,5 микрона, для красного примерно 0,6, для фиолетово - 0,4. Поэтому, в зависимости от цвета соответствующего места изображения меняется расстояние между темными слоями на липмановской фотографии.

Именно в этих расстояниях зафиксированы сведения о расцветке изображения. Эта тонкость, эта ювелирная работа света и покорила Виктора. Изящное сплетение пучностей и узлов как бы ждало дешифратора. Казалось, этот код никому не понять. А ключ к расшифровке липмановских фотографий был тем не менее очень прост. Нужно подставить их под пучок яркого белогя света. Пластинка отразит его так, что от частей, в которых слои отстоят на 0,25 микрона, побегут интенсивные волны зеленого цвета, там, где эти слои отстоят на 0,3 микрона, мы увидим красный свет, и так далее. Каждый участок пластинки действует как фильтр, оптический фильтр, выделяющий из хаоса белого света лишь волны, длина которых вдвое больше расстояния между слоями эмульсии. Только эти волны отражаются от каждого из слоев согласованно, так что каждая отраженная волна складывается с остальными, отраженными от других слоев. Волны, длина которых не соответствует расстоянию между слоями, отражаются от них хаотически. Каждая часть «чуждого» света, отразившаяся от различных слоев, имеет свою фазу, скажет физик. Поэтому, налагаясь, они не усиливают друг друга, а, смешиваясь между собой, образуют неопределенный сероватый фон, смазывающий окраску липмановских фотографий. Впрочем, качество этих фотографий ухудшалось и природой самой фотоэмульсии. Зернышки серебра на ней обычно слишком крупны, чтобы в черно-белом коде зашифровать всю световую гамму реального мира.

Как-то Денисюк в присутствии Виктора обсуждал со своими товарищами, аспирантами Кушпилем и Субботиным, проблемы научного творчества. Это был сложный и запутанный разговор. Виктор запомнил из него только один факт, рассказанный Денисюком.

Оказывается, Липман тоже мечтал о способе точного воссоздания объемной структуры предметов и даже провел большую работу в этом направлении. Но чем объяснить, что он, человек, первым сумевший зафиксировать в фотоэмульсии распределение волновых полей, стоявший на прямом пути к голографии - к открытию, которое вскоре принесло Денисюку и звание доктора наук honoris causa, и звание члена-корреспондента АН СССР и Ленинскую премию, избрал другой путь?

Он хотел создать «окно в пространство предметов» и первым предложил применить для этого растровую оптику, ту, на которой основано современное стереокино и стереооткрытки. Но что это по сравнению с голографией, до которой он так и не дотянулся. Липман свернул обратно с перспективного пути волновой оптики в тупик геометрической оптики и уже не смог из него выйти.