Вещество, поверхность, компоновка и устойчивость

Первый из сформулированных выше законов просто подытоживает все, что до сих пор было сказано относительно устойчивых вещественных поверхностей в окружающем мире. Вместе со вторым законом он объясняет, почему плоская земная поверхность может служить опорой животным. Они могут ползать по земле, как это делают ящерицы и дети, или ходить, или бегать по ней, потому что она твердая. Однако закон компоновки применим также к поверхностям, которые служат препятствием для движения, таким, например, как стена, то есть к поверхностям, с которыми можно столкнуться, если вовремя не остановиться. Поверхности могут простираться как параллельно силе тяжести, так и перпендикулярно ей, поэтому они могут как окружать животных, так и поддерживать их. Поверхность может быть даже вверху, над головой, если ее что-нибудь (например, стены) поддерживает. Иными словами, над головой у нас может быть крыша, а под ногами - пол. Поверхности в той или иной степени укрывают среду; примерами таких укрытий могут служить пещеры, норы и дома. Сопротивление деформации

Согласно второму закону, твердость поверхностей может быть различной. В нем говорится, что разные вещества по-разному противостоят деформациям. У твердых веществ это качество выражено больше, чем у пластичных, у пластичных - больше, чем у полужидких, а у полужидких - больше, чем у жидких. Эту же переменную называют вязкостью, если имеют в виду, насколько трудно заставить вещество течь. Чем больше выражена текучесть или летучесть вещества, тем более проницаема его поверхность и тем более изменчива (менее постоянна) его компоновка. Из второго закона следует, что тяжелому животному ни трясина, ни топь не обеспечивают надежной опоры (на них нельзя стоять, по ним нельзя ходить), а пруд или озеро и вовсе не пригодны для этого. О поверхностях, которые могут служить опорой для животных, обитающих на суше, мы более подробно поговорим в 9-й главе.

Что касается препятствий, то из второго закона следует, что поверхности упругих веществ податливы, их можно устранить, если они мешают, тогда как с поверхностями жестких веществ этого сделать нельзя. Что же касается текучих веществ, из этого закона следует, что они в высшей степени полиморфны; их можно разливать, расплескивать, разбрызгивать, они бывают липкими, красящими и пачкающими. Этими свойствами с восторгом пользуются дети. Художникам же приходится заново открывать для себя эти свойства и учиться использовать их. Сопротивление разрушению

Согласно третьему закону, разные поверхности в разной степени поддаются разрыву или разрушению. Поверхность эластичного вещества в ответ на приложенное усилие растягивается, но не разрывается, тогда как поверхность жесткого вещества в ответ на то же самое усилие может порваться и утратить свою непрерывность. Между прочим, это различие является фундаментальным в топологии - области математики, которую иногда называют "геометрией резиновых поверхностей". В топологии допускаются изгибание, растяжение, сжатие, искривление поверхностей, но запрещаются разрывы.

Второй и третий законы объясняют, почему горшок можно вылепить из глины, а топор приходится тесать из кремня. Они же объясняют, почему эти предметы, разбившись, становятся бесполезным хламом. Из этих законов следует, что стеклянный дом не самое удачное место для проживания, и уж, во всяком случае, человеку, живущему в нем, не следует бросаться камнями. Характерная текстура

В четвертом законе речь идет о том, что я называю текстурой. Текстуру можно представить себе как структуру поверхности (последнюю следует отличать от структуры вещества, внешней оболочкой которого является эта поверхность). Речь идет об относительно тонкой структуре окружающего мира, о структуре, соответствующей размерам порядка сантиметров и миллиметров. Поверхности скал, вспаханной почвы, травы представляют собой скопление различных элементов - кристаллов, комьев, стебельков травы, причем эти элементы встроены в более крупные.

Наличие у поверхности текстуры обусловлено в основном следующими двумя обстоятельствами: во-первых, природное вещество редко бывает однородным - как правило, оно представляет собой скопление различных однородных веществ; во-вторых, природное вещество редко бывает аморфным. Чаще всего это - скопление кристаллов, кусков и кусочков одного и того же вещества. Поэтому поверхность натурального вещества никогда не бывает ни однородной, ни аморфной, то есть у нее всегда есть химическая и физическая текстура. Обычно поверхность - это нечто единое, обладающее рельефом. У нее есть то, что я буду называть пигментной текстурой и компоновочной текстурой. Поверхности, как правило, бывают одновременно и пятнистыми, и неровными.

Все это говорит о том, что полностью однородная и совершенно гладкая поверхность является абстракцией, предельным случаем. Полированная поверхность стекла может служить хорошим приближением к этой абстракции, но эту поверхность еще нужно изготовить. В природе редко встречаются зеркала, хотя неподвижная поверхность пруда, в которой смотрелся Нарцисс, может служить примером природного зеркала.

 

Рис. 2.1. Характерные текстуры поверхностей различных веществ.

На фотографиях показаны: трава, ткань, вода, галька, облака, дерево Можете ли вы определить, где что? Если химические и геометрические элементы поверхности относительно малы, то текстура является тонкой, если же они относительно велики - грубой. В том случае когда элементы настолько четкие и определенные, что поддаются счету, можно измерить плотность текстуры, то есть число элементов на некоторой единице площади, например на одном квадратном сантиметре или метре. Но зачастую это очень трудно сделать, потому что элементы текстуры на любом уровне величин, как правило, встроены друг в друга. Выпускаемую промышленностью наждачную бумагу еще можно рассортировать по степени грубости ее текстуры, но вот сделать то же самое с растительностью нельзя. Более того, элементы текстуры имеют различную форму, и внутри элементов одной формы находятся элементы, имеющие другую форму, так что "форма" текстуры не поддается измерению. Идеальная пигментная текстура шахматной доски, равно как и идеальная компоновочная текстура мозаичных поверхностей, встречается крайне редко.

Закон гласит, что скалы, глинистый сланец, почва и чернозем наделены различными текстурами и что у глины, грязи, песка, льда и снега текстуры тоже различны. Он гласит, что кора, листья и плоды дерева имеют разную текстуру и что поверхность животных по-разному тексту-рирована мехом, перьями и кожей. Поверхности веществ, из которых первобытный человек изготавливал орудия,- поверхности кремня, глины, дерева, кости и волокна - имели различные текстуры. Различны и текстуры поверхностей в искусственном окружении человека - у фанеры, бумаги, ткани, штукатурки, кирпича. Поверхности, которыми человек покрывает землю,- дороги из бетона, асфальта и других материалов - тоже по-разному текстури-рованы. В каждом случае по текстуре можно определить, из чего сделана поверхность, что из себя представляет вещество, каков его состав. Как отмечалось выше, все это чрезвычайно важные вопросы. Связь между компоновочной, пигментной и теневой текстурами поверхности достаточно сложна; мы рассмотрим ее ниже и еще раз вернемся к ней в 5-й главе.

Важно уяснить, что определяет текстуру поверхности, чтобы позже, когда я введу во второй части книги понятие оптической текстуры, было понятно, что я под этим подразумеваю. Это, вообще говоря, разные вещи. Сейчас достаточно заметить, что, во-первых, поверхности бывают однородными лишь в предельных случаях - например, отштукатуренная стена на сцене позади декораций на расстоянии может смотреться как небо - и, во-вторых, поверхности бывают гладкими тоже лишь в исключительных случаях, примерами которых могут служить плоские стекла и зеркала. При определенных условиях ни человек, ни животное, обладающие нормальным зрением, могут вообще не увидеть очень гладких однородных плоских больших поверхностей.