Удивительная физика. Магия, из которой состоит мир

Известны два вида млекопитающих, обладающие способностью видеть поляризацию света без кристаллов с двойным лучепреломлением. Это летучие мыши и… человек. Почему у нас есть эта способность, неизвестно, и люди в большинстве своем за всю свою жизнь так и не осознают, что она у них есть. В 1844 году австрийский минеролог Вильгельм Карл фон Гайдингер, изучавший кристаллы в поляризованном свете, заметил призрачную фигуру, похожую на четырехлистный клевер с чередующимися желтыми и синими листьями. Она висела в центре его поля зрения, и «клеверные листья» были приблизительно с толщину большого пальца, если смотреть на него, вытянув руку. Но самое замечательное произошло потом. Когда Гайдингер убрал кристалл, изображение не исчезло. Хотя кристалл усиливал эффект, Гайдингер понял, что видит эту фигуру и без него. Теперь это явление известно под названием щетки Гайдингера. Два синих листа лежат в плоскости поляризации света.

Кристаллы показали Гайдингеру, что он обладает чувством, которого не замечал до него ни один человек. Любой умелый волшебник может развить это чувство тренировками; однако, как и все, что связано с магией, эта способность дается не бесплатно; прежде чем вы решите, хотите ли вы обрести ее, нужно тщательно обдумать следующие соображения. Свет, исходящий от жидкокристаллических экранов, сильно поляризован. Если вы натренируете свою способность видеть щетку Гайдингера, вы всегда будете видеть ее, в самом центре поля зрения, при взгляде на компьютер или телефон: избавиться от этой мутной бурой кляксы вам уже не удастся. Если такая цена кажется вам слишком дорогой, не читайте следующий абзац.

Ах, вы все-таки здесь. Я так и знал: вы считаете, что за эзотерическое знание можно заплатить любую цену. Начнем. Откройте на своем телефоне или лэптопе какую-нибудь ярко-голубую страницу. Если вы начнете быстро поворачивать экран туда и обратно на несколько градусов, то при каждом взгляде на него вы будете замечать бледный желто-бурый «бантик», поворачивающийся вместе с экраном. Поворачивать экран нужно просто потому, что движущиеся предметы легче заметить. Сначала бантик будет выглядеть просто бурой кляксой. Расположенный под прямым углом к нему синий бантик будет еще бледнее: он будет казаться темным пятном на голубом экране. Заметив эту фигуру и потренировавшись, вы научитесь видеть щетку, даже не поворачивая экрана. Как правило, она исчезает секунды через две, если смотришь в одну и ту же точку, но снова возникает при движении глаз. Итак, вы научились видеть поляризацию света; если кто-нибудь спрячет какие-либо предметы в кальцитовой «пещере невидимости», теперь вы сможете разоблачить эту уловку. На небе поляризационная карта лучше всего видна в сумерках, безоблачным вечером. Представьте себе, что через солнце проходит линия, которая делит небо на две в точности равные части. Вытяните обе руки в направлении солнца (но не смотрите на него!), а затем отведите правую руку вдоль этой линии так, чтобы ваши руки оказались под прямым углом друг к другу. Теперь ваша правая рука должна указывать на самую поляризованную точку в небе, в которой легче всего увидеть щетку Гайдингера. Потренировавшись, можно научиться видеть карту почти по всему небу, даже сквозь легкую облачность, – как видел ее Сигурд в тот пасмурный, снежный день.

Для щетки Гайдингера находится все больше практических применений. Недавно ее начали использовать в качестве теста на возрастную макулодистрофию (дегенерацию желтого пятна), которая является главной причиной слепоты во многих частях света. Поскольку от этой болезни страдают те же части глаза, которые различают поляризацию, на измерении способности пациента видеть щетку может быть основан простой и неинтрузивный метод диагностики. Родственная методика была разработана для неинтрузивного выявления офтальмологических расстройств у малолетних детей, а тренировка видения щетки Гайдингера оказалась действенным средством коррекции целого ряда распространенных проблем со зрением, связанных с использованием неправильных областей сетчатки.

Поляризацию видят только некоторые животные, и свойством двойного лучепреломления обладают только некоторые кристаллы, но у других кристаллов есть свои способности. Как же работает магия кристаллов? Чтобы ответить на этот вопрос, нужно углубиться в микроскопический мир, из которого они возникают.

Кристаллическая решетка