Слух, острый как зрение, и зрение, абсолютное, как слух

У любого приемника — принимает ли он акустический сигнал, как ухо, или электромагнитный, как глаз, — есть два параметра: чувствительность и спектральное разрешение. Чувствительность — это способность уловить слабый сигнал, а спектральное разрешение — способность различить два сигнала различных частот. Чувствительность зависит от многих других параметров и в первую очередь — от частоты и длины волны, вне рабочего диапазона частот примерно 20 Гц–20 кГц ухо не слышит и вне диапазона длин волн 0,35–0,75 нм глаз не видит. Для простоты будем понимать под чувствительностью ее максимальное значение. У некоторых технических устройств чувствительность зависит и от других параметров, например от времени накопления сигнала, однако ни слух, ни зрение способностью к накоплению сигнала не обладают, так что на это можно в первом приближении не обращать внимания. У приемника акустической поперечной волны (в твердом теле) и у приемника электромагнитной волны можно еще ввести параметр «поляризационное разрешение». Но поскольку ухо такой способностью не обладает, а глаз — в очень слабой степени и только в специальных условиях, дальше мы не будем на этом останавливаться. Желающие могут получить информацию, задав Гуглу запрос: Гайдингер, поляризация.

Спектральное разрешение можно понимать как способность различить два монохроматических сигнала близких частот, или способность опознать один монохроматический сигнал, как определить, из каких сигналов составлен предъявленный; есть и другие варианты. Мы будем понимать под ним способность к анализу спектра, то есть к ответу на вопрос, из каких сигналов составлен данный.

При таких определениях оказывается, что слух существенно проигрывает по чувствительности глазу, улавливающему около десятка фотонов. Глаз же проигрывает слуху по способности к спектральному анализу — он ею не обладает.

Определение предельной чувствительности глаза — задача весьма непростая, и эта тема стоит отдельной статьи, но сейчас меня интересует другой вопрос: что будет, если сильно поднять чувствительность слуха? Заметим прежде всего, что резерв чувствительности у слуха есть. Это показали эксперименты, поставленные автором заметки, — одиночное пребывание в необводненных (и то, и то важно!) пещерах. Через несколько часов начинаешь хорошо слышать биение сердца и трение одежды о тело и об одежду же. Конечно, до чувствительности глаза тут далеко, но почему в обычной городской жизни организм не использует эти резервы? Потому, что не хочет оглохнуть. А если поднять чувствительность уха до чувствительности глаза, то понятно, что произойдет. Некоторый же резерв необходим, и вполне возможно, что в каких-то реальных ситуациях наши предки им пользовались.

Со спектральной чувствительностью дела такие. Существует несколько терминов для характеристики феномена, скажем так, хорошего музыкального слуха, дилетанты называют его и абсолютным, и псевдоабсолютным, и просто музыкальным, спорят о том, можно ли его развить, предлагают чудодейственные методики, пишут про эти методики, что это шарлатанство, и так далее. Специалисты ведут свои разговоры, но факт, что музыкант различает десятки нот на десятках инструментов и различает инструменты в большом симфоническим оркестре (более ста исполнителей). Такому спектральному анализу можно только позавидовать. А возможен ли в принципе такой анализ в оптике? Да, возможен. Узкополосные (не рекордные!) интерференционные фильтры имеют полосу пропускания в несколько нанометров, то есть менее процента от длины волны. Причем в природе такие фильтры возникнуть могли, интерференционные покрытия на крыльях бабочек эволюционным процессом реализованы. Другое дело, что при этом падает мощность сигнала, но ведь и ловить десяток квантов человеку приходится, мягко говоря, нечасто. То есть, похоже, резерв был — но он не потребовался и не был реализован. А что, если его реализовать?

Тогда человек сможет определять не две сотни цветов (не считая насыщенностей — если их тоже варьировать, то несколько тысяч), а на порядки больше. Ибо почти у всех женщин и у большинства мужчин в глазу исправно работают три цветоприемника, а так их было бы более ста! В результате человек видел бы не просто те или иные цвета, которые он видит сегодня в природе и художественных музеях, а спектры, то есть мог бы распознать, какие именно краски смешивал художник. Возможно, что для этого потребовалось бы усовершенствовать обработку сигналов уже в мозгу, а при трех цветоприемниках это, видимо, и не давало эволюционных преимуществ.

В результате радикально изменилась бы живопись, ибо нарисовать тот цвет, который есть в природе, можно было бы только теми же красками — то есть точно теми же веществами. Поэтому живопись осталась бы только ахроматическая и «цветоабстрактная». Ровно то же произошло бы с фотографией. Со временем были бы созданы способы синтеза спектра и создания «точно тех же» цветов (уже сейчас можно представить, как это сделать), но стоили бы они запредельные суммы.

Вот, правда, с защитой денег и вообще документов дело обстояло бы проще — подделать краску было бы очень трудно — требовалось бы точно повторить состав.