Взгляни на лучи солнца в композиции радуги, на цвета порождённые падающим дождём, где каждая капля в своём падении принимает все цвета в радуге.
Иллюзия радуги сама по себе остаётся неподвижной, несмотря на то что капли, которые её создают, падают и разносятся ветром. Кольридж писал:
Неподвижная радуга в быстро движущемся, спешащем потоке-тумане.
Что за скопление образов и чувств, удивительное постоянство среди быстрой изменчивости бури — тишина, дочь шторма.
Его друг Уордсуорт также был очарован неподвижностью радуги перед лицом бушующего дождя:
Пока, не могу сказать по какой страной случайности, облака сочетаются с ветром, большая неискажённая радуга стоит неподвижно в небе.
Часть романтизма радуги исходит из иллюзии, что она всегда высоко расположена над горизонтом вдалеке, огромная дуга недостижимо отодвигается, когда мы приближаемся. Но «радуга в волне прибрежной» Китса была близко. И иногда вы можете видеть радугу, как завершённый круг, всего несколько футов в диаметре, двигающуюся вдоль ближайшей части изгороди, мимо которой вы проезжаете. (Радуга выглядит полукругом только потому, что горизонт мешает нижней части круга). Радуга кажется такой большой отчасти из-за иллюзии расстояния. Мозг проецирует изображение дальше на небо, увеличивая его. Вы можете добиться такого же эффекта, посмотрев на яркую лампу, чтобы «отпечатать» остаточное изображение на вашей сетчатке, а затем «проектировать» его на расстояние, глядя на небо. От этого оно кажется большим.
Есть и другие очаровательные сложности. Я сказал, что свет от солнца входит в каплю через верхнюю четверть поверхности, обращённой к солнцу, а покидает через нижнюю. Но, разумеется, ничто не мешает солнечному свету войти через нижнюю четверть. При должных условиях, он может дважды отразится внутри сферы, покинув нижюю часть капли, чтобы затем попасть в глаз наблюдателю, также преломляясь, чтобы образовать вторую радугу, на 8 градусов выше первой, с обращёнными цветами. Конечно же, для любых наблюдателей, обе радуги передаются разными совокупностями капель. Двойную радугу видят не часто, но Уордсуорту должно быть представился такой случай, и его сердце при этом, несомненно, подпрыгнуло ещё выше. Теоретически, могут быть другие, более тусклые радуги, расположенные концентрически, но они очень редко видны. Разве кто-то может всерьёз сказать, что стало хуже, от рассказа о том, что происходит внутри тысяч этих падающих, сверкающих, отражающих и преломляющих капель? Рёскин писал в «Современных художниках III» (1856):
Для большинства людей радость неведения предпочтительнее осведомлённости. Лучше постигать небо как синий купол, нежели чёрную бездну, а облака — как золотой трон, нежели влажный туман. Я часто спрашивал у кого-нибудь, кто знает оптику, насколько религиозным бы он не был, может ли он ощущать в равной степени удовольствие и благоговение, которые необразованный крестьянин может почувствовать, увидев радугу. Мы не можем постичь тайну отдельного цветка, и предназначен ли он чтоб мы могли; но это преследование науки должно быть навсегда остановлено любовью к красоте, и точность знаний — нежностью эмоций.
Всё это придаёт правдоподобия теории, о том что брачная ночь бедного Рёскина была загублена ужасным открытием, что у женщины имеются лобковые волосы.
В 1802, пятнадцатью годами ранее появления «Immortal dinner» Хейдона, английский физик Уилльям Волластон провёл аналогичный Ньютону эксперимент, но у него солнечный луч проходил через узкую щель, перед тем как попасть на призму. Спектр, возникший из призмы, образовал серию узких полосок различной длины волны. Отрезки сливались друг с другом, образовывая спектр, но, пройдясь по спектру, он увидел узкие чёрные линии в некоторых местах. Эти линии позднее были измерены и систематизированы в каталоге немецкого физика Йозефа фон Фраунгофера, в честь которого они теперь названы. Фраунгоферовы линии имеют характерное расположение, отпечаток — или штрих-код, если использовать более позднюю аналогию — который зависит от химической природы вещества, через которые лучи прошли. Водород, например, производит свой характерный рисунок штрих-кода из линий и пробелов, натрий — другой рисунок, и так далее. Волластон видел только семь линий, лучшие инструменты Фраунгофера обнаружили 576, а современные спектроскопы — около 10000.
Штрих-кодовый отпечаток элемента определяется не только расстояниями между линиями, но и их положением на радужном фоне. Точные штрих-коды водорода и всех элементов теперь аккуратно объяснены квантовой теорией, но это то место, где я должен извиниться и отступить. Иногда мне кажется, что я могу оценить поэзию квантовой теории, но я до сих пор пытаюсь понять её в достаточной мерее, чтобы объяснить другим. На самом деле, возможно никто в действительности не понимает квантовой теории, возможно от того что естественный отбор приспособил наши мозги выживать в мире больших, медленных вещей, где квантовые эффекты сглажены. Это хорошо отметил Ричард Фейнман, который также считал своей обязанностью сказать: «Если Вы думаете, что понимаете квантовую теорию — Вы не понимаете квантовую теорию!» Думаю, что я добился наиболее близкого понимания благодаря изданными лекциям Фейнмана и удивительной и волнующей книге Дэвида Дойча «Структура реальности» (1997). (Я считаю ее вдвойне тревожащей, потому что не могу отличить, когда читаю общепринятую физику, а когда собственные смелые предположения автора). Независимо от сомнений физика относительно того, как интерпретировать квантовую теорию, никто не сомневается относительно ее феноменального успеха в детальном предсказании экспериментальных результатов. И к счастью, для целей этой главы, достаточно знать, как мы знали со времен Фраунгофера, что каждый из химических элементов достоверно проявляет уникальный штрихкод характерно расставленных ясных линий, отмеченных поперек спектра.
Есть два способа, которыми можно наблюдать линии Фраунгофера. Я пока упомянул темные линии на фоне радуги. Они возникают, потому что каждый элемент на пути света поглощает специфичные длины волн, избирательно удаляя их из наблюдаемой радуги. Но аналогичный рисунок ярких цветных линий на темном фоне создается, если тот же элемент заставить светиться, как в случае, когда он входит в состав звезды.
Уточнение Фраунгофера ньютоновского расплетения было уже известно, когда французский философ Огюст Конт опрометчиво написал относительно звезд:
Мы никогда не сможем изучать, любым методом, их химический состав или их минералогическую структуру… Наше определенное знание звезд обязательно ограничено их геометрическими и механическими признаками.
Сегодня, благодаря тщательному анализу штрихкодов Фраунгофера в звездном свете, мы знаем довольно подробно, из чего сделаны звезды, хотя наши перспективы их посещения едва ли сколько-нибудь лучше, чем они были во времена Конта. Несколько лет назад мой друг Чарльз Симони проводил дискуссию с прежним председателем американского Федерального резервного банка. Этот джентльмен знал, что ученые были удивлены, когда НАСА обнаружило, из чего действительно сделана Луна. Так как луна намного ближе, чем звезды, рассуждал он, наши предположения о звездах, вероятно, будут еще более неправильны. Звучит правдоподобно, но, как мог сказать ему доктор Симони, в реальности все наоборот. Независимо от того, насколько далекими могут быть звезды, они испускают свой собственный свет, и в этом вся разница. Весь лунный свет — отраженный свет солнца (факт, в который Д. Г. Лоуренс, как говорят, отказался верить: это оскорбляло его поэтические чувства), поэтому его спектр не помогает нам анализировать химическую природу луны.