«Тому що він змінює хід променів певним чином, описаних в підручниках фізики», - ось що найчастіше доводиться чути у відповідь на це питання. Але в такому відповіді вказується причина; сама ж суть справи не зачіпається. У чому ж основна причина збільшувального дії мікроскопа і телескопа?
Я впізнав її не з підручника, а збагнув випадково, коли школярем зауважив одного разу надзвичайно цікаве і сильно озадачившее мене явище. Я сидів біля закритого вікна і дивився на цегляну стіну будинку в протилежній стороні вузького провулка. Раптом я з жахом відсахнувся: з цегляної стіни - я ясно побачив це! - дивився на мене велетенський людський очей в кілька метрів ширини... В той час я ще не читав наведеного зараз розповіді Едгара По і тому не відразу зміркував, що велетенський очей був відображенням мого власного, відображенням, яке я проектував на віддалену стіну і тому уявляв собі відповідно збільшеним.
Здогадавшись ж, у чому справа, я став розмірковувати про те, чи можна влаштувати мікроскоп, заснований на цьому обмані зору. І ось тоді, коли я зазнав невдачі, мені стало ясно, в чому сутність збільшувального дії мікроскопа: зовсім не в тому, що розглянутий предмет здається великих розмірів, а в тому, що він розглядається нами під великим кутом зору, а отже, - і це найважливіше, - його зображення займає більше місця на сітківці нашого ока.
Лінза збільшує зображення на сітківці ока.
Щоб зрозуміти, чому настільки істотне значення має тут кут зору, ми повинні звернути увагу на важливу особливість нашого ока: кожен предмет або кожна його частина, що представляються нам під кутом, меншим однієї кутової хвилини, зливаються для нормального зору в точку, в якій ми не розрізняємо ні форми, ні частин. Коли предмет так далекий від ока або такий малий сам по собі, що весь він або окремі частини його представляються під кутом зору менше 1', ми перестаємо розрізняти в ньому подробиці його будови. Відбувається це тому, що при такому куті зору зображення предмета на дні ока (або зображення якої-небудь частини предмета) захоплює не безліч нервових закінчень в сітківці відразу, а цілком уміщається на одному чутливому елементі: подробиці форми і будови тоді зникають, - ми бачимо крапку.
Роль мікроскопа і телескопа полягає в тому, що, змінюючи хід променів від розглянутого предмета, вони показують його нам під великим кутом зору; зображення на сітківці розтягується, захоплює більше нервових закінчень, і ми розрізняємо вже в предметі такі подробиці, які раніше зливалися в точку. «Мікроскоп або телескоп збільшує в 100 разів», - це значить, що він показує нам предмети під кутом зору в 100 разів більшим, ніж ми бачимо їх без інструменту. Якщо ж оптичний інструмент не збільшує кута зору, то він не дає ніякого збільшення, хоча б нам здавалося, що ми бачимо предмет збільшеним. Око на цегляній стіні здавався мені величезним, - але я не бачив у ньому жодної зайвої подробиці порівняно з тим, що бачу, дивлячись у дзеркало. Місяць низько у горизонту здається нам помітно більшою, ніж високо на небі, - але хіба на цьому збільшеному диску помічаємо ми хоч одне зайве плямочка, нерозрізнене при високому стоянні Лупи?
Якщо звернемося до нагоди збільшення, описаного в оповіданні Едгара По «Сфінкс», ми переконаємося, що і тут у збільшеному об'єкті не було побачене жодних нових подробиць. Кут зору залишався незмінним, метелик видно під одним і тим же кутом, відносимо ми її далеко в ліс або близько до рами вікна. А раз не змінюється кут зору, то збільшення предмета, як би не вражав він вашу уяву, не відкриває спостерігачеві жодної нової подробиці. Як справжній художник, Едгар По вірний природі навіть і в цьому пункті своєї розповіді. Чи помітили ви, як описує він «чудовисько» у лісі: перелік окремих членів комахи не містить жодної нової риси порівняно з тим, що таке «мертва голова» при спостереженні неозброєним оком. Порівняйте обидва опису, - не без умислу наведені в оповіданні, - і ви переконаєтеся, що відрізняються вони тільки в словесних виразах (10-футові пластинки - лусочки, велетенські роги - вусики; кабанячі ікла - щупальця тощо), але ніяких нових подробиць, неразличимых простим оком, в першому описі немає.
Якби дія мікроскопа полягало лише в такому збільшенні, він був би марний для науки, перетворившись на цікаву іграшку, не більше. Але ми знаємо, що це не так, що мікроскоп відкрив людині новий світ, далеко розсунувши межі нашого природного зору:
|
Хоч гострим поглядом обдарувала нас природа,
Але близький його кінець має сила.
Коли багато тварюк він ще але досягає,
Яких малий зріст перед нами ховає!
|
- писав наш перший натураліст Ломоносов в «Лист про користь скла». Але «в нинішніх століттях» нам мікроскоп відкрив будову дрібних, невидимих істот.
|
Коль тонкі члени в них, склади, серце, жили
І нерви, що зберігають у собі тваринний світ сили!
Не менше, ніж в безодні тяжкий кіт.
Нас малий хробак частин складанням дивит...
Коли багато мікроскоп нам відкрив таємниці
Невидимих частинок і тонких в тілі жив!
|
Тепер ми можемо дати собі ясний звіт в тому, чому саме мікроскоп відкриває нам «таємність», яку не побачив на своєму чудовисько-метелику спостерігач в оповіданні Едгара По: бо - підіб'ємо підсумок сказаному - мікроскоп не просто представляє нам предмети в збільшеному вигляді, а показує їх під великим кутом зору; внаслідок цього на задній стінці ока малюється збільшене зображення предмета, чинне на більш численні нервові закінчення і тим доставляє нашій свідомості більшу кількість окремих зорових вражень. Коротко кажучи: мікроскоп збільшує не предмети, а їх зображення на дні ока.
