Современные инструменты потрясающе превосходят призму Ньютона, но сегодняшняя наука спектроскопия — прямая преемница его расплетения радуги. Спектр испускаемого звездою света, особенно его фраунгоферовы линии, говорят нам очень детально, какие химические вещества присутствуют в звезде. Они также говорят нам о температуре, давлении и размере звезды. Они являются основой исчерпывающей классификации естественной истории звезд. Они помещают наше солнце на подобающее ему место в большом каталоге звезд: класс G2V, желтый карлик. Цитирую популярный журнал астрономии, «Sky and Telescope», от 1996 г.:
Тем, кто может понять его значение, спектральный код сразу же говорит, какого рода объектом является звезда — о ее цвете, размере, и яркости, ее истории и будущем, ее особенностях, и как она выглядит в сравнении с Солнцем и звездами всех других типов.
Благодаря расплетению звездного света в спектроскопах мы знаем, что звезды являются ядерными печами, сплавляющими гелий из водорода, который преобладает в их составе; затем сжимают вместе ядра гелия в следующий каскад примесей, что создает большую часть остальных элементов, формируя атомы среднего размера, из которых, в конечном счете, созданы мы.
Расплетение Ньютона проложило путь к открытию девятнадцатого столетия, что видимая радуга, обод, который мы фактически видим, является узким просветом в широком спектре электромагнитных волн. Видимый свет охватывает длины волны от 0.4 миллионных метра (фиолетовый) до 0.7 миллионных метра (далекий красный). Немного более длинными, чем красные являются инфракрасные лучи, которые мы воспринимаем как невидимое тепловое излучение и которые используют некоторые змеи и управляемые ракеты для наведения на цель. Немного более короткими, чем фиолетовые, являются ультрафиолетовые лучи, которые жгут нашу кожу и вызывают рак. Радиоволны гораздо длиннее, чем красный свет. Их длины измеряются сантиметрами, метрами и, даже, тысячами метров. Между ними и инфракрасными волнами на спектре лежат микроволны, которые используются в радарах и быстром приготовлении пищи. Короче ультрафиолетовых лучей — рентгеновские лучи, которые используются чтобы видеть кости сквозь плоть. Короче их всех — гамма лучи, чья длина измеряется в триллионных долях метра. Нет ничего особенного в узком диапазоне длин волн, который мы называем светом, кроме того что мы можем их видеть. Для насекомых, видимый свет целиком сдвинут по спектру. Ультрафиолетовый для них видимый цвет («пчелиный фиолетовый»), и они слепы к красному (который они могли бы назвать «инфражёлтый»). Излучения во всем широком спектре могут быть также расплетены, как и радуга, хотя инструменты, которые мы используем для расплетения — радио-тюнер вместо призмы, например — различаются для разных частей спектра.
Цвета, к которым мы на самом деле привыкли, субъективное ощущение красноты и синевы, — это произвольные ярлыки, которые наши мозги навешивают на свет разной длины волны. В самом понятии красноты нет ничего «длинного». Знание как выглядят красный и синий не помогает нам запомнить какая волна длиннее. Мне периодически приходится вспоминать это, хотя я никогда не забываю что звук сопрано имеет волны короче, чем бас. Мозгу нужны удобные внутренние ярлыки для различных частей настоящей радуги. Никто не знает, соответствует ли моё ощущение красного вашему, но мы можем легко согласится, что свет который я называю красным, тот же самый, что и вы называете красным и он, если его измерит физик, будет иметь большую длину волны. Субъективно, я бы счел, что фиолетовый выглядит краснее, чем синий, даже несмотря на то что он находится дальше по спектру от красного. Возможно, вы согласитесь. Видимый красноватый оттенок в фиолетовом это особенность нервной системы, а не физики спектра.
Бессмертный Доктор Дулиттл Хью Лофтинга полетел на луну и начал видеть ослепляющий диапазон новых цветов, настолько отличающихся от наших привычных цветов, как красный от синего. Даже в фантастике мы можем быть уверены что подобное никогда не случится. Оттенки, которые встретятся любому путешественнику к другим мирам, будут производной работы мозга, которую он привезёт с собой с родной планеты.[5]
Сейчас мы достаточно детально знаем, как глаз сообщает мозгу о длине волны света. Он использует трёх-цветовой код, как в цветном телевидении. Сетчатка человека обладает четырьмя типами светочувствительных клеток: три типа «колбочек», плюс «палочки». Все четыре типа схожи и, несомненно, произошли от общего предка. Одна из особенностей любого вида клеток, которую легко забыть — то, насколько замысловато сложной является даже единственная клетка, значительная часть сложности составлена изящной свернутостью внутренних мембран. Каждая крошечная палочка или колбочка содержат целый ряд мембран, упакованных подобно высокой стопке книг. Длинная, тонкая молекула, пронизывающая вперед-назад каждую книгу — это белок, называемый родопсином. Как многие белки, родопсин ведет себя как фермент, катализирующий особую химическую реакцию, обеспечивая место правильной формы, куда вставляются особые молекулы.
Именно эта трёхмерная форма молекулы фермента, придающая ей каталитические свойства, работает как аккуратно сформованный, хотя немного податливый, шаблон, чтобы другие молекулы усаживались в него и сводились друг с другом — иначе они должны были бы полагаться на случайное столкновение друг с другом (вот почему ферменты так значительно ускоряют химические реакции). Изящность этой системы является одной из ключевых вещей, делающую жизнь возможной, но порождает проблему. Молекулы ферментов часто способны принимать несколько форм, а, обычно, только одна из них желательна. Большей частью работы естественного отбора на протяжении миллионов лет было отыскать «решительные», или «непереубеждаемые» молекулы, чьё «предпочтение» к их благоприятной форме было бы сильнее, чем их тенденция принимать любую другую форму. Молекула с двумя альтернативными формами может быть ужасной угрозой. «Коровье бешенство», «овечья трясучка», и их человеческие копии болезни Куру и Крейтцфельдта-Якоба, вызываются протеинами, называемыми прионы, имеющими две альтернативные формы. Обычно они сворачиваются в одну из двух форм, и в этой конфигурации они совершают полезную работу. Но иногда они принимают альтернативную форму. И тогда случаются ужасные вещи. Присутствие одного протеина в такой альтернативной форме, приводит к тому что другие поддаются пагубному влиянию. Эпидемия искажённых протеинов прокатывается по всему телу, как волна падающих домино. Единственный искажённый протеин может заразить новое тело и вызвать новую волну домино. Последствие — смерть от губчатых полостей в мозгу, потому что протеин в его альтернативной форме не может делать свою обычную работу.
Прионы приводят в замешательство, поскольку они распространяются как самореплицирующиеся вирусы, хотя они являются протеинами, а протеинам не положено самореплицироваться. В учебниках биологии говорится что саморепликация — уникальная привилегия полинуклеотидов (ДНК и РНК). Однако, прионы самореплицируются только в особом случае, когда одна негодная молекула «убеждает» своих уже существующих соседей преобразиться в такую же форму.
В иных случаях, ферменты с двумя альтернативными формами, используют свою переключаемость должным образом. Переключаемость, в конце концов, основное свойство транзисторов, диодов, и других высокоскоростных электронных переходов, которые делают логические операции компьютера — ЕСЛИ, НЕ, И, ИЛИ, и подобные — возможными. Существуют «аллостерические» протеины, которые переключаются из состояния в состояние подобно транзистору, не посредством инфекционного «убеждения» своих соседей, как в случае прионов, а только если какие-то биологически полезные условия произошли, И НЕ произошли некоторые другие условия. Родопсин — один из этих протеинов-«транзисторов», чья способность иметь две формы весьма полезна, как фотоэлемент, он переключается из одного состояния в другое, когда в него попадает свет. Он автоматически перещёлкивается в предыдущую форму после небольшого времени восстановления. В одной из этих двух форм он — мощный катализатор, но не в другой. Итак, когда свет заставляет его перещёлкнуться в активную форму, это запускает особую цепную реакцию и быстрое переворачивание молекул. Это как будто свет повернул кран высокого давления.
5
Цвет — богатый источник философских спекуляций, которые часто плохо научно информированы. Достойной попыткой исправить это является книга Хардина 1988 года: «Цвет для философов: расплетая радугу». Со смущением должен заметить, что я обнаружил эту книгу, и, в частности, её великолепное заглавие, только после того, как моя ушла к издателям. Кстати, Доктора Дулитла может быть трудно отыскать, так как сейчас он часто отвергается помпезно-корректными библиотекарями. Они беспокоятся о расизме в «Истории доктора Дулитла», но он был повсеместен в 1920-е. В любом случае, он компенсируется блистательной борьбой доктора против работорговли в «Почте доктора Дулиттла», и, более основательно, точкой зрения, что все книги о докторе Дулиттле выступают против порока видового шовинизма, который сегодня столь же неоспорим, как был расизм ранее.(прим. автора)