Глава IV зрительные ощущения Свет и зрение

Как глаз, так и весь световой анализатор являются высшим приспособлением организма к солнечному свету, рас­сеянному от окружающих его на земле тел.

Солнце, как основной источник света на земле, определяет природу зрения. Солнечные лучи, их радиация и энергия определяют характер процессов зрения, их жизненную важность для организма. Скрытая энергия Солнца, эквивалентная массе, превращается в световую или тепловую несколькими путями (превращение массы исчезающих частиц, например протонов, в частицы или кванты света, фотоны, распад атом­ных ядер, синтез атомных ядер — образование ядер гелия из ядер водорода, при котором высвобождается скрытая солнеч­ная энергия). Указывая на эти пути превращения скрытой солнечной энергии в доступную световую или тепловую энер­гию, Вавилов писал, что «получаемый нами на земле свет от солнца есть результат работы огромной машины, освобож­дающей в течение многих миллиардов лет внутри солнца атомную энергию»,¹ но «свет не бестелесный посланник Солнца, а само солнце часть его, долетевшая в совершенном, в энергетическом смысле, в форме света».²

Биологическое значение света огромно. Благодаря свету растительные организмы разлагают углекислый газ, обеспечи­вая процесс дыхания, образуют хлорофилл и т. д.

Суточные колебания света и тьмы повлияли на специали­зацию животных организмов как дневных или ночных, в зависимости от чего находится характер их зрения (дневного, т. е. цветового, или

1С. И. Вавилов. Глаз и солнце. М., Изд. Ан ссср, 1950 стр. 71

²Там же, стр. 72

сумеречного зрения).

Но еще большее значение в эволюции высших животных сыграло не прямое приспособление к свету, а ориентация посредством света и цветоощущений в предметах окружающей среды, причем важным условием этой ориентации в среде являлась и является освещенность предметов, отражение или

поглощение их поверхностью световых лучей.

В процессе эволюции мозга световые раздражители все больше приобретали значение сигналов, необходимых для организма веществ и предметов внешнего мира.

Свет не только производит физико-химические изменения в организме, но и сам становится объектом анализа или субъ­ективного отражения в форме зрения.

Видимые лучи по частоте и длине волны занимают опреде­ленное место (область) среди всех известных явлений света (обычных электромагнитных волн, инфракрасных лучей, ультрафиолетовых лучей, икс-лучей или лучей Косьминского — Рентгена, гамма-лучей, наконец проникающих космических лучей). Общим для всех этих разнообразных световых явле­ний является их электромагнитная природа.

Видимые световые лучи находятся между границами инфракрасных лучей, с одной стороны, и ультрафиолетовых — с. другой. Инфракрасные лучи идут от длины волны 0,3 мм до 750 ммк, т. е. видимой границы красного цвета. Видимая часть спектра начинается с 750—780 до 380—400 ммк. Дей­ствие этих лучей на сетчатку глаза порождает различные зрительные ощущения в зависимости от их длины волны и частоты колебания в секунду.

Наиболее длинными волнами (с наименьшим числом колебаний) являются волны, порождающие ощущение красного цвета, а наиболее короткими в видимом спектре (с наимень­шим числом колебаний) являются волны, порождающие ощу­щение фиолетового цвета. Между ними располагается ряд световых волн, постепенно переходящих от длинноволновой к коротковолновой части спектра, измеряемых в миллими­кронах:

780 – 610	красный	510 - 490	зелено – голубой
610 – 590	оранжевый	490 - 480	голубо - зеленый
590 – 575	желтый	480 - 470	голубой
575 – 560	желто – зеленый	470 - 450	синий
560 - 510	зеленый	450 - 380	фиолетовый

Здесь отмечены лишь средние величины. Но установлено, что при наличии специальной упражненности глаз человека может видеть и ультрафиолетовые лучи с длинами волн до

300 ммк и инфракрасные—до 750 мк. Однако это видение тре­бует большого напряжения и колеблется в больших пределах у разных индивидов.

Следует рассмотреть вопрос о том, чем вызвано подобное ограничение. Вавилов указывает на то, что если энергия сол­нечного света, падающая в секунду на 1 кв. см поверхности земной атмосферы, равна 0,033 малой калории, то на долю видимых лучей приходится около 40% этой величины. Иначе говоря, именно эта область солнечных, световых лучей являет­ся носителем очень значительной части солнечной энергии, падающей на нашу планету. Наибольшее отверстие в радуж­ной оболочке не превышает 0,7 кв. см, а максимальная энергия видимого солнечного света, проникающего в глаз за секунду, не превышает 0,0;1 малой калории.

Если бы подобная энергия была сосредоточена в области, например, зеленого цвета с длиной волны в 556 ммк, то глаз, получил бы зрительное впечатление, как от лампы в 200 000 св, поставленной на расстоянии 1 м от глаза. Но глазу нужно различать минимальный свет темной ночи, когда сила света не достигает и 0,000001 доли 1 св. «Глаз должен приспосо­биться к любым интенсивностям в этом огромном интервале,, чтобы обслуживать живое существо на Земле».³ В этой связи имеет большое значение выбор участка видимости. Из физики известно, что солнечный спектр для поверхности земли кон­чается около 290 ммк, более короткие волны задерживаются | слоем озона в атмосфере. Особое значение имеет защитная функция глаза в отношении этих коротких ультрафиолетовых лучей. Они разрушают органические вещества и могут уби­вать живые организмы. Ультрафиолетовые лучи обычно не пропускаются в сетчатку глаза, так как глаза чрезвычайно сильно их поглощают, являясь как бы предохранительным светофильтром от лучей короче 400—350 ммк.

Вавилов дает ответ и на другой вопрос, почему глаз пере­стает видеть в области инфракрасных лучей. Известно, что все нагретые тела излучают свет, а у малонагретых тел все излучение сосредоточено в инфракрасной части спектра. Мак­симум излучения человеческого тела (при температуре тела,, в том числе и полости глаза в 37°), соответствует 9—10 ммк, а энергия, излучаемая с 1 кв. см в секунду, равна примерно 0,012 кал. В силу этого внутренность глаза светится инфра­красным светом, причем энергия внутреннего собственного невидимого света равна 0,2 кал, т. е. равносильна 5000000 св. \Если бы этот невидимый внутренний свет стал видимым, то «человек видел бы только внутренность своего глаза и ничего