Статьи и речи - Максвелл Джеймс Клерк

Юнг был первым, кто связал все разнообразие наблюдаемых цветов со строением глаза человека. Он высказал предположение, что окончание каждого глазного Нерва состоит из трёх видов нервных волокон: каждое для соответствующего основного цвета.

Для расчёта цвета Юнг предложил пользоваться цветовым треугольником, в вершинах углов которого находятся основные цвета.

Но и после работ Юнга ещё предпринимались попытки отстаивать теории, аналогичные теории Ломоносова, например Д. Брюстером.

Следующий этап в развитии учения о цветах приходится примерно на середину XIX в. и связан в основном с именами Гельмгольца, 1'рассмана и Максвелла. В это же время появляется ряд работ и по изучению цветовой слепоты. Много ценных результатов было получено благодаря «слепым» к цвету. Этой группой вопросов занимались Дальтон, Д. Вильсон, Поль, Мейер, Максвелл, Гельмгольц.

Наиболее полная серия опытов но смешению цветов была проведена Гельмгольцем70a. Он принял как основные те же цвета, что были и у Юнга. Грассман проверил первые результаты Гельмгольца и, сравнив их с Ньютоновыми, показал ошибочность утверждения Гельмгольца о существовании только одной пары дополнительных цветов в спектре, Грассман тщательно изучил оптические работы Ньютона и смог из результатов последнего вывести три закона сложения цветов, известных сейчас как законы Грассмана: непрерывности, аддитивности, трехмерности.

Максвелл, независимо от Гельмгольца, во многом повторил его эксперименты71. К изучению цветов Максвелл приступил в 1852 г.72. Первая работа его — письмо к доктору Вильсону, занимавшемуся вопросами, связанными с цветовой слепотой,— датирована 4 января 1855 г. и опубликована в «Transactions of the Royal Scottish Society of Arts». Само название статьи — «Теория цветов в связи с цветовой слепотой» — говорит о её содержании. Из опытов Максвелл заключил, что у людей с обычным зрением цвет есть функция трёх переменных, а у цветослепых — только двух.

O двух сериях исследований (ноябрь 1854 г. и март 1855 г.) Максвелл сообщает в следующей работе — «Опыты по восприятию цветов глазом и замечания о цветовой слепоте»73. Для смешения цветов он пользовался цветовым волчком74. Его применяли и раньше, но только в руках Максвелла он стал прибором, дающим количественные результаты. Выводы, к которым приходит Максвелл, таковы:

а) глаз способен оценивать подобие цветов с точностью, в ряде случаев очень высокой;

б) заключения (о цвете) определяются не реальной идентичностью цветов, а причиной, присущей глазу наблюдателя, и,

в) несмотря на расхождения в точности, не остаётся сомнений в том, что закон цветового зрения одинаков для всех нормальных глаз.

Опыты по смешению цветов убедили Максвелла, что основные цвета — красный, зелёный и синий74a, как принято и сейчас. Максвелл провёл серию экспериментов для того, чтобы получить более совершённые количественные доказательства теории трёх основных цветов. Для смешения цветов он использует в более поздних работах построенный им цветовой ящик75. В цветовом ящике различные части спектра можно смешивать и сравнивать их по цвету с белым, интенсивность которого может быть изменена. Из этих исследований были получены данные о комбинациях цветовых ощущений76.

Ещё в 1855 г. Максвелл высказал мысль, что теория цветов Юнга может быть проиллюстрирована с помощью фотографии. «Эта иллюстрация покажет, как функции, которые Юнг относил к трём системам нервов, могут имитироваться оптическим устройством»77. Осуществить эту идею ему удалось лишь в 1861 г. Во время лекции в Королевском институте 17 мая 1861 г. Максвелл впервые в мире продемонстрировал цветную фотографию78.

Всего по теории цветов Максвеллом написано семь работ и прочитаны две лекции в Королевском институте. Он занимался этими вопросами с 1852 по 1872 г. После 1872 г. он к ним более не возвращался.

В данной области Максвелл получил ряд существенных результатов. Он во многом способствовал утверждению трехкомпонентной теории цвета, провёл точные количественные изменения по смешению цветов, используя цветовой волчок и цветовой ящик, заложил основы цветной фотографии, дал методы измерения и количественного выражения цвета, которыми пользовались все последующие исследователи.

Е.И. Погребысская

Библиография79

I. Книги Д. К. Максвелла

J. С. Maxwell. On the stability of the motion of Saturn’s Rings. Cambridge, 1859.

J. C. Maxwell. Theory of Heat. 1870.

J. C. Maxwell. Introductory Lecture on Experimental Physics. L., 1871.

J. C. Maxwell. A Treatise on Electricity and Magnetism. 2 vol., 1873.

J. С. Maxwell. Matter and Motion. 1873.

J. C. Maxwell. An Elementary Treatise on Electricity. 1881; Second Edition, 1888.

James Clerk Maxwell. The Scientific Papers of J. C. Maxwell. Cambridge, 2 vol., 1890.

J. C. Maxwell. Ueber Faraday’s Kraftlinien... (Herausgegeben von L. Boltzmann), 1895.

Д. К. Максвелл. Теория теплоты, т. I. Владимир, 1883.

Д. К. Максвелл. Движение и материя (пер. с англ. М. А. Антоновича). СПб., 1885, последующ, изд. 1889, 1924.

Д. К. Максвелл. Электричество в элементарной обработке. Киев, 1886; последующ, изд. 1888.

Д. К. Максвелл. Речи и статьи. М., 1901; последующ, изд. 1940.

Д. К. Максвелл. О фарадеевских силовых линиях (примеч. Л. Больцмана). М., 1907.

Д. К. Максвелл. О регуляторах (В кн.: Д. К. Максвелл, Н. А. Вышнеградский, А. Стодола. Теория автоматического регулирования. Серия «Классики науки», Изд-во Академии наук СССР. М., 1949), стр. 9—73.

Джемс Клерк Максвелл. Избранные сочинения по теории электромагнитного поля (пер. 3. А. Цейтлина). М., ГТТИ, 1954.

II. Статьи Д. К. Максвелла

(По изд. J. С. Maxwell. The scientific papers, v. I—II.P., 1927).

Volum I:

Стр.

1

On the Description of Oval Curves and those having a plurality of Foci; with remarks by Professor Forbes

1—3

2

On the Theory of Rolling Curves

4-29

3

On the Equilibrium of Elastic Solids

30-73

3a

Solutions of Problems (1854)

74—79

4

On the Transformation of Surfaces by Bending

80-114

5

On a particular case of the descent of a heavy body in a resisting medium (1853)

115-118

6

On the Theory of Colours in relation to Colour-Blindness (A letter to Dr. G. Wilson, 1855)

119-125

7

Experiments on Colour, as perceived by the Eye, with remarks on Colour-Blindness

126-155

8

On Faraday’s Lines of Force (1855—1856)

155—229

9

Description of a New Form of the Platometer, an Instrument for measuring the areas of Plane Figures drawn on Paper (1855)

230-237

10

On the Elementary Theory of Optical Instruments

238—240

11

On a Method of drawing the Theoretical Forms of Faraday’s Lines of Force without Calculation (1856)

241

12

On the Unequal Sensibility of the Foramen Centrale to Light of different Colours

242

13

On the Theory of Compound Colours with reference to Mixtures of Blue and Yellow Light (1856)

243—245