Арифметика красок

ИРИНА БОЛЬШИНЦОВА

22 июня 1934 г. мир снова будет праздновать день рождения метра. Ему уже 135 лет, этому условному, но всеми признанному существу, возникшему из одной сорокамиллионной части парижского меридиана.

Что значит старинное выражение — «мерить на свой аршин?» До дня рождения метра оно имело свою длинную историю. Испанец мерил на «пальмы», англичане —  ярдами. Турки на «пик и халеби», русские —  аршинами. Мерили локтями, пядями, саженью мерной, саженью косой, саженью морской. Столько же было и аршинов, если не больше, ибо в каждой стране измеряли и на локоть «свой» и на аршин такой же!

Так родилась великая путаница, связанная с историческими анекдотами.

Л. И. Демкина, заведующая лабораторией цветоведения ВИМС за аномалоскопом, показывающим отклонения зрительного восприятия цвета от средней нормы

Генрих первый в XI в. пожелал освободить человечество от подобных недоразумений. Он великодушно предложил свой царский локоть, как международный эталон. Он пожелал, чтоб все народы свято чтили сей «нерушимый» образец.

На все времена— для всех народов

Но Генрихов локоть — тлен, и владелец его давно в могиле. Образцы столь недолговечной точности давно стерлись и эпохи не сделали.

Долгое время еще царила великая многовековая путаница, утвердившая произвол и обман.

И только французская республика в день «4 Мессидора VII года» (это и есть 22 июня 1799 г.) установила взамен различных причуд и королевских локтей мировое господство единого метра. «На все времена, для всех народов!»

Теперь во всем мире в несгораемых шкафах, в комнатах, одетых броней, спокойно и величаво живут хранители мировой точности — неотличимые копии своего парижского собрата — 34 метра и 43 килограмма.

Метр № 28 по счету и килограмм № 12, который достались нам, существуют в Ленинграде, на Международном проспекте, в так называемой Главной палате мер и весов, ныне Всесоюзном научно-исследовательском институте метрологии и стандартизации (ВИМС).

В этом удивительнейшем и педантичнейшем из учреждений берегут самые точные, так называемые эталонные образцы калибров, служащие для проверки всех находящихся в обращении измерителей. Здесь есть делительные машины, армии больших и малых весов, лаборатория времени, часы которой соединены прямым проводом с центральной радиолабораторией, с военно-морским ведомством, с аркой Красной армии.

Часы-эталон спрятаны в подвале, они находятся на крепком каменном устрое, бережливо покрыты стеклянным колпаком, заводит их электроток. Масса предосторожностей, забот и инструкций стережет их от всяких потрясений. Все это для того, чтобы там, наверху, в бурном жизненном водовороте, были самыми точными, верными секундомеры, тахометры, хронометры, хроноскопы и т. д.

Советский аномалоскоп для испытания цветного восприятия у машинистов и летчиков. Сконструирован Л. И. Демкиной

Здесь в ВИМС есть еще термометры. Их множество, от больших, как водосточные трубы, до мельчайших, величиной с сустав.

26 лабораторий, как преданные часовые на страже времени веса, длины, температуры, доброкачественности продукции в нашем машиностроении, электротехнике, химии и т. д.

И недаром создатель палаты мер и весов, Дмитрий Иванович Менделеев, нередко повторял «Мера и вес — суть орудие человеческого познания», ибо почти всегда измерить — значит изучить и понять многое.

Что обещает эта наука

Мы сегодня скажем подробно об одном прорыве у ВИМС. Тут есть все и нет цветовых эталонов, стандартов цвета, его, если так можно выразиться, «точных калибров». Нет и приборов, контролирующих цветовое постоянство и отклонения от него.

Если вас, читатель, удивит необходимость этих вещей, стоит познакомиться с Лидией Ивановной Демкиной — заведующей лабораторией цветоведения (или как она называется еще в физике — колориметрия) в Государственном оптическом институте. Она —  смелый пионер в этой области и энтузиастка того, чтобы и в отрасли цвета был написан тот же великий и яркий девиз — «На все времена, для всех народов!»

«Цветовики» (так они называют себя) — профессия новая и юная. Собственно вся наука о цветоведении возникла на Запале примерно 20 лет назад. У нас же в Союзе цветовиков крайне мало, можно их по пальцам счесть — три работника в Москве и и еще описываемая нами лаборатория Лидии Ивановны Демкиной.

Что же обещает нам наука о цвете?

Несколько десятков тысяч цветов в состоянии различать человеческий глаз. Но как мало у нас слов, чтобы обозначить их точно, хотя бы в размере двух-трех десятков! Точное словесное описание цвета почти невозможно. Это получается вроде «голубовато-зеленого с розовым отливом» или пресловутого «серо-буро-малинового». Для цвета нужны «ноты» так же, как и для музыканта.

Приходилось ли вам думать о том, что композитор имеет полную возможность записать свое творчество и оставить его звучащим в столетиях.

Художник этого лишен. Он неповторим и расходится лишь в примерных репродукциях. Он не имеет под рукой знаков для точной записи отдельных цветов, он не знает цветовой математики, чтобы оставить свои формулы.

Между тем цвет должен быть именно величиной, имеющей свои числа, свои стандартные и постоянные измерения. Как много красивого и полезного могли бы мы тогда воспроизвести!

Издавна существуют эмпирические школы цветов: Риджваля, Оствальда. Все они очень отличаются друг от друга и имеют те же печальные свойства, что и локоть короля Генриха первого. Время от времени жухнут в атласах эти краски, бледнеют, выцветают, стареют, гибнет и искажается их первоначальный облик. Все это конечно лишь первое и самое примитивное приближение к точности. Физики с негодованием называют подобные принципы «малярными».

Первые заказчики, цветовой науки, естественно, лакокрасочники, текстильщики, полиграфисты. Они и ввели эти шкалы. Именно здесь в первую очередь требовался и остро нужен сейчас точный стандарт цвета в красителях, его удобная запись, нотация. Изучение условий красочной обработки на бумагу, на лак и на политуру, влияние вспомогательных веществ при крашении, точная подгонка цвета по образцу — обычная повседневная задача.

Вероятно, не очень далеко то время, когда по номеру К 0-07-40 произойдет такой разговор.

— Ситценабивная фабрика ? Говорит магазин Мосторга № 19. Чрезвычайно в ходу материал цвета ... — и тут последует головоломная и таинственная, но уже популярная у текстильщиков числовая формула («На все времена для всех народов»!), произнесение которой воспроизведет в числах какой-нибудь нежнейший цвет, по старинке выражаясь, например цветущей сирени.

Первый советский колориметр. Сконструирован Л. И. Демкнной. Прибор служит для подбора красок по какому-нибудь образцу путем смешения различных цветов. В окуляре колориметра наблюдатель видит в одной половине зрения испытываемый образец, а в другой половине пятно произвольного цвета. С помощью специальных рычажков смешения наблюдатель подбирает такое сочетание цветов, которое в точности соответствует образцу

Цвета «в числах» дадут возможность давать заказ на ткань по-телефону, в письме, телеграфно, ибо трактовка цвета будет выражаться в его «нотной» или числовой символике.

Для всего этого нужна длительная теоретическая работа и конечно нужны приборы — колориметры, — которые могли бы измерять цвет и подобрать его образцы, неотличимые от измеряемого.

Множество перспектив появляется перед этой наукой. В Америке уже применены цветовые измерения, чтобы определить качество сена. Физика применяет оптические методы исследования непосредственно в поле. Точное определение цвета минерала посредством приборов поможет геологу в его описании. В сельском хозяйстве можно научно и четко зарегистрировать после внимательного анализа цвета всех почв; они уже не будут тогда неуклюже и косноязычно называться — «рыжебурая», «каштановая». Точные измерения цветов воды укажут на содержимое любого водного бассейна. Не только пирометрами можно будет определять качество термической обработки в металлургии, ведь здесь процесс сопровождается изменением цвета, следовательно может быть контролирован колориметрическим путем. Тоже и в химии.

Первые фотометры

Если провести день у Лидии Ивановны, то для того, чтобы с ней поговорить, вероятно, придется стать в очередь. Теперь зачастили в лабораторию визитеры самые разнообразные.

Первые люди «со стороны», которые здесь появились, — это производственники Ленинградского завода оптического стекла (Лензос). Произошло это знакомство еще в 1927 г. Завод жаловался на то, что в оптическое стекло, которое должно быть особенно чистым и свободным от примесей, контрабандой, невзирая на все старания, проникают желто-зеленые неведомые оттенки, причину и природу коих химическим путем обнаружить не удается, ибо содержание

их выражается тысячными и десятитысячными долями процента. Эту проблему предложили или лучше сказать просто обрушили на Лидию Ивановну. Ведь это было семь лет назад, она едва сошла со студенческой скамьи, и вот перед ней смелая задача, которую надо разрешить единолично — во что бы то ни стало «увидеть» микроскопических виновников, нарушающих белизну стекла.

Она сконструировала собственноручно первый фотометр — прибор, измеряющий оптическим путем насыщенность цвета, все отступления от белого. После трех лет работы (это было очень сложно) с максимальной точностью она записала вывод, что в шихте содержится столько-то тысячных долей железа и десятитысячных хрома — они и есть красители, которых следует избегать и остерегаться перед плавкой оптического стекла.

Теперь 5 экземпляров этой первой, ответственной и грудной работы — 5 фотометров находятся на всех оптических заводах союза. И если в биноклях, линзах, в оконных стеклах, в очках, лупах, призмах мы больше не наблюдаем досадных желто-зеленых пятен, этим мы обязаны заслугам тогда еще только начинающего исследователя —  т. Демкиной.

Лабораторная установка с колориметром для измерения цвета и подбора точных оттенков

Только через три года появилась у ней первая помощника Девятиарова. Лаборатория возникла в составе двух людей. Здесь предстояло сработаться людям самых различных знаний. Демкина — металлург, почти случайно попала она, увлекшись перспективами оптики, в Государственный оптический институт. Она начинала здесь как лаборантка, терпеливая, усидчивая, очень самоотверженная. Девятиарова же — химик, начала работать машинисткой и еще студенткой попала вдруг на решение вопросов науки, не имеющей никаких авторитетов в Союзе.

Это было сложное и многотрудное для них обеих время. Надо было утвердить существование лаборатории в глазах научных кругов (относились с недоверием, еще с опаской), заставить поверить в ее широкие возможности. Между тем была куча всяких личных дел. У Лидии Ивановны — это домашняя буйная пятерка — Таня, Юра, Сергей, Елена, Ксения. Самой старшей 7 лет, их надо было устраивать в детсад, школу. У Девятиаровой большая нагрузка, она член бюро коллектива партии, она начала вторично заниматься в университете по специальным вопросам физики. Кроме того было мало денег. Полгода Демкина работала без вознаграждения. И они, эти женщины, повседневно помогали други другу и создавали вокруг работы ту атмосферу заботливости и дружественного внимания, которая и поныне чувствуется в этой лаборатории.

Число знакомств

Приходили сюда люди пока случайно —  иногда со странными поисками. Вдруг появился некто из Наркомздрава, рассказал, что раскрасил в яслях детям комнаты в разные цвета — нельзя ли характеристику цвета получить?

Потом пришли работники транспорта. Их беспокоило, что 10 проц. мужчин имеют ту или иную цветную слепоту, отклонения от нормального зрения, так называемого статистического «среднего глаза».

Тут сразу возникли две задачи. Их взяла на себя Лидия Ивановна. Надо было построить отечественный прибор, который бы определял все отклонения у машинистов от нормального цветного зрения, мешающие им правильно воспринимать сигнализацию. Надо было продолжать теоретическую работу над «средним глазом» еще очень неточным и произвольным мерилом.

На несколько недель Лидия Ивановна ушла из лаборатории. Она сидела это время в Институте психо-физиологии и охраны труда и проводила обследование машинистов; выяснялось, что лучший машинист Союза был дальтоник! Она внимательно и ревниво рассматривала заграничный прибор — аномалоскоп Нагеля, контролирующий цветное зрение машинистов. После всех наблюдений Лидия Ивановна сдала НКПС свою личную конструкцию, которая теперь стоит в Москве в психотехнической лаборатории транспорта.

Когда она вернулась в институт, выяснилось, что лаборатория вдруг стала многолюдной. В нее включилась новая группа по изучению «среднего глаза», руководимая Раутьяном. Уже в 10 экземплярах закончили лабораторный универсальный колориметр для текстиля, минералов, тканей.

Пришли еще другие клиенты и попросили свою долю точности в цветоведении. Они также не хотят по средневековому «мерить локтями» краски и оттенки. Надо было решить, как упростить и разнообразить типы первых конструкций колориметров. Теперь есть такой же колориметр в Научно-исследовательском текстильном институте, на стекольных заводах, в полиграфии и т. д.

Потребовали точных измерений цвета в Гознаке, чтоб избежать фальсификации.

Узнали о Демкиной архитекторы и пожелали изучить наиболее положительные сочетания цветной гармонии для возрождения строительной мозаики на зданиях.

Совет труда и обороны прислал по адресу Демкиной отношение — нельзя ли построить такой колориметр, чтобы с аэроплана наблюдать в широких масштабах зрелость посева?

— Да, да, все это можно, все нужно, — отвечала Демкина.

Маяк виден издалека

Особенно увлекла тема, заданная Гидрографическим управлением и авиацией. Здесь понадобились цветные маяки, которые на море были бы видны за 50 км, и воздушные мачты, наблюдаемые с расстояния... 80 км.

— Я чувствую, что успешно сдала «диссертацию», — говорит мне Лидия Ивановна, — это была замечательная тема.

Уйму кропотливого труда пришлось на нее затратить. Почти месяц лаборатория работала в темноте. Все сотрудники стали наблюдателями цветных стекол, изучались чувствительные для глаза цветовые пороги, качество и количество цветов, наиболее подходящих к сигналам для авиации и водного транспорта, контрастность этих цветов. Как окрашивать стекла, чем именно, в каких дозах, чтобы достичь максимального эфекта, —  вот вновь возникающие вопросы в этой теме, успешно уже разрешенные. Потом всем на ноги наступила атмосфера. Она замедлила продвижение вперед. Громадная масса воздуха вмешалась в эту тему, — атмосфера спутала все карты. Она из зеленого делала желтый цвет, из кобальта вдруг получался красный, воздух поглощал синие лучи —  этих явлений промышленность обычно не, учитывала.

Фотометр, измеряющий насыщенность цвета и поглощения стекла для оптических приборов. Сконструирован Л. И. Демкиной

Лаборатория взялась за укрощение атмосферы, изучила характер пропускания лучей у различных стекол, дала числовые коэфициенты и все рецепты красителей. Мало того, научная бригада выехала на единственный в Союзе завод цветного стекла в Изюме и помогла наладить окраску и выпуск стекол для маяков. С тех пор этот завод взят под постоянное шефство.

Забота о кадрах

Стала Лидия Ивановна думать о кадрах. Уже много тем и много сотрудников под ее руководством, а времени мало, результатов всюду ждут нетерпеливо. Надо учить людей, надо планировать всю работу, надо успеть написать в журналы о уже проделанном, надо строить мастерскую для внедрения законченных конструкций.

Она завела семинарий, в котором сама читала лекции. Она заставляла научных сотрудников своей лаборатории изучать иностранные языки, читать заграничную периодику.

Потом она разработала четкий годовой, квартальный и месячный планы всех исследований. Каждую тему разбила на этапы, в зависимости от квалификации каждого сотрудника. Фактически она стала застрельщиком реального планирования в институте и четкого контроля.

Лаборатория теперь на полном ходу, и Лидия Ивановна, вместе с ее молодыми помощниками-цветовиками (два коммуниста и два комсомольца), — это уже такой «маяк», который заметен и известен в Москве, на Украине, Сибири, во множестве научных и общественных организаций.