Перечень докладов - D.S. Rozhdestvensky Optical Society

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК
Санкт-Петербургский научный центр
Санкт-Петербургское отделение Российского национального
комитета по истории и философии науки и техники
ВНЦ "Государственный оптический институт
им. С.И. Вавилова"
ОАО "Государственный оптический институт
им. С.И. Вавилова"
Санкт-Петербургский государственный политехнический
университет
Санкт- Петербургский национальный исследовательский
университет информационных технологий, механики и оптики
Санкт-Петербургский электротехнический университет «ЛЭТИ»
Оптическое общество им. Д.С. Рождественского
Международный историко-научный симпозиум по оптике:
«История оптики и современность»
28 - 30 октября 2013 г.
(в соответствии с Программой мероприятий
Правительства Санкт-Петербурга
по перекрестному году
«Германия-Россия - 2012-2013», «Голландия-Россия - 2013»
и
инновационной инициативой Германии в России
«Россия и Германия: партнерство идей -2012-2014»)
ПРОГРАММА и ТЕЗИСЫ ДОКЛАДОВ
Санкт-Петербург, 2013
Russian Academy of Science
St-Petersburg Scientific Center of RAS
St-Petersburg Department of Russian national committee for history
of science and technology philosophy
All-Russian Scientific Center "S.I. Vavilov State Optical Institute"
Joint Stock Company "S.I. Vavilov State Optical Institute"
St-Petersburg National Research University
of Information Technologies, Mechanics and Optics
St-Petersburg State Electrotechnic University "LETI"
St-Petersburg State Polytechnic University
D. S. Rozhdestvensky Optical Society
International historical-scientific Symposium
"History of Optics and Contemporaneity"
St. Petersburg
October, 28-30, 2013
(in frame of the Program of St. Petersburg Government Events within
the mutual “Germany-Russia Year 2012/13” and “Netherlands-Russia Year 2013”, also
according to the German Strategy Motto
“Russia and Germany: partnership of ideas - 2012-2014”).
PROGRAM and THESIS
St. Petersburg, 2013
Симпозиум будет проходить по следующим адресам:
(28.10.2013), СПбНЦ РАН, Университетская набережная, д. 5,
начало регистрации 9.30., начало научных заседаний 10.00.,
(29.10.2013), Дом ученых им. М. Горького, Дворцовая набережная, д. 26,
начало научных заседаний 10.00.,
(30.10.2013), СПбФ ИИЕТ им. С.И. Вавилова РАН, Университетская наб, д.5
Институт физиологии им. И.П. Павлова, набережная Макарова, д. 6
Объединенный организационный/программный комитет
Сопредседатели: - Инге-Вечтомов Сергей Георгиевич, академик РАН, Россия
- Урбах Пауль (Urbach Paul H.), President of EOS, The Netherlands
- Иванов Борис Ильич, доктор философских наук, профессор, Россия
- Мирошников Михаил Михайлович, член-корреспондент РАН, Россия
Члены Объединенного комитета:
- Авакян Сергей Вазгенович, иностранный член НАН Республики Армения, доктор физико-математических
наук, ВНЦ ГОИ им. С.И. Вавилова, ГАО РАН, профессор СПб ГПУ, Россия, Заместитель председателя,
член Программного комитета
- Бузников Анатолий Алексеевич, доктор технических наук, профессор СПб ГЭТУ (ЛЭТИ), Россия, член
Программного комитета
- Забиякин Юрий Евгеньевич, кандидат физико-математических наук, ОАО ГОИ им. С.И. Вавилова,
заместитель главного редактора «Оптического журнала», Россия, член Программного комитета
- Зверев Виктор Алексеевич, доктор технических наук, профессор, СПб НИУ ИТМО, Россия, член
Программного комитета
- Розанов Николай Николаевич, член-корреспондент РАН, доктор физико-математических наук, профессор,
ОАО ГОИ им. С.И. Вавилова, СПб НИУ ИТМО, Россия, член Программного комитета
- Стафеев Сергей Константинович, доктор технических наук, профессор, СПб НИУ ИТМО, Россия,
Заместитель председателя, член Программного комитета
- Томилин Максим Георгиевич, доктор технических наук, профессор, СПб НИУ ИТМО, Россия, член
Программного комитета
- Хоендерс Бернхард (Hoenders Bernhard J.), Prof., Germany, Заместитель председателя
- Чебакова Ольга Викторовна, кандидат технических наук, действительный член Оптического общества
им. Д.С. Рождественского, СПбО РНК ИФНиТ, Россия, Ученый секретарь Симпозиума,
- Шмидтке Герхард (Schmidtke Gerhard), Ph. D., Germany
- Воронин Николай Анатольевич, ВНЦ ГОИ, ответственный за составление Сборника тезисов симпозиума
United Organizing and Program Committee
Symposium Co-Chairmen:
S. G. Inge-Vechtomov, RAS Academician, Russia
H. P. Urbach, Prof., President of EOS, The Netherlands
B. I. Ivanov, Dr. of Philosophy, Prof., Russia
M. M. Miroshnikov, RAS Correspondent Member, Prof., Russia
- S. V. Avakyan, foreign member of NAS Armenia, D. of Sc., Russia,
Deputy Co-Chairman, Member of Program Committee
- A. A. Buznikov, Dr. of Technology, Prof., Russia, Member of Program
Committee
- Y. E. Zabiiakin, PhD, Deputy Chief-Editor of “Optical journal/Journal
of Optical Technology OSA”, Russia, Member of Program Committee
- V. A. Zverev, Dr. of Technology, Prof., Russia, Member of Program
Committee
- N. N. Rosanov, RAS Correspondent Member, Prof., Russia, Member of
Program Committee
- S. K. Stafeev, Dr. of Technology, Prof., Russia, Deputy Co-Chairman,
Member of Program Committee
- M. G. Tomilin, Dr. of Technology, Prof., Russia, Member of Program
Committee
- O. V. Chebakova, Candidate of Technology, Russia, Symposium Scientific
Secretary
- B. J. Hoenders, Prof., Germany, Deputy Co-Chairman
- G. Schmidtke, Dr., Germany
- N.A. Voronin, Russia
ПРОГРАММА ЗАСЕДАНИЙ
Пленарное заседание 28 октября 2013 г.: 10.00 – 17.30
СПбНЦ РАН, Университетская набережная, д. 5
Председатели заседания: профессор Б. И. Иванов,
член-корреспондент РАН, профессор Н.Н. Розанов
Приветственное слово
академик РАН С.Г. Инге-Вечтомов
1.
Белозеров Альберт Федорович, д.т.н., НПО ГИПО, История оптики – История
России, Optics History is the History of Russia, npogipo@tnpko.ru. 10.10-10.30
2.
Hoenders Bernhard Johan., Prof., University of Groningen, NL, Historical optical
experiments and less known contributions Voigt, Lorentz, Abraham and Poincare to
special theory of relativity, b.j.hoenders@rug.nl.
10.30-11.00
3.
Schmidtke Gerhard, PhD., IPhMT, Fraungofer, Измерения ионизирующего
излучeния Солнца с космических носителей в 20 и 21 веках, History of extreme
ultraviolet (EUV) solar measurements in XX-XXI centuries: From balloons to the
International Space Station (ISS) as instrumental platforms,
Gerhard.Schmidtke@ipm.fraunhofer.de,
11.00-11.30.
4.
Hossein Masoumi Hamedani, Хосейн Масуми Хамадани, Iranian Institute of
Philosophy, Early Applications of Optics to Cosmology: the Case of Alhazen,
Ранние применения Оптики в Космологии: труды Альхазена.
` 11.30-12.00.
Кофе-брейк: 12.00 - 12.30
5.
Авакян Сергей Вазгенович., д.ф.-м.н., иностранный член НАН Республики
Армения, ВНЦ ГОИ им. С.И. Вавилова, Главная (Пулковская) астрономическая
обсерватория РАН, профессор СПб Государственного политехнического
университета, Исследования проявлений солнечного сигнала в климатологии и
метеорологии в XVII –XXI веках, The investigations of "Solar signal"
manifestation in the meteorology and climatology on the XVII –XXI centuries.
avak2@mail.ru.
12.30-12.50.
6.
Белоусова Инна Михайловна, д.ф.-м.н., ОАО ГОИ им. С.И. Вавилова, Первые
шаги: лазеры в ГОИ им. С.И. Вавилова, belousova.i.m@gmail.com. 12.50-13.10.
7.
Стафеев Сергей Константинович, д.т.н., Томилин Максим Георгиевич, д.т.н.,
СПб НИУ ИТМО, От греческой Оптики к латинской Перспективе, From Greec’s
Optics to Latin Perspective stafeevs@yahoo.com.
13.10-13.30.
8.
Бузников Анатолий Алексеевич, д.т.н., СПб ГЭТУ «ЛЭТИ», Космическая
спектрофотометрия природной среды с пилотируемых орбитальных станций,
aabuznikov@mail.ru.
13.30-13.50.
9.
Галечан Георгий Ашотович, д.ф.-.м.н., Ин-т прикл. проблем физики НАН
Армении, Астрофизические оптические исследования в Армении (1943-2013
г.г.), galechian@yahoo.com, соавторы: Оганнисян Мартын Арменакович, к.ф.м.н., там же, martin@bao.sci.am ; Казарян Миша Аристакович, д.ф.-м.н.,
Ереванский гос. ун-т, astro@ysu.am.
13.50-14.10.
10.
Стаселько Дмитрий Иванович, д.ф.-м.н., Оптическое общество им. Д. С.
Рождественского, Отечественные ученые и революция в оптике 20-го века:
лазеры, нелинейная оптика и оптическая голография, dmitry@staselko.spb.ru.
14.10-14.30.
Обед: 14.30 - 15.30
11.
Зверев Виктор Алексеевич, д.т.н., СПб НИУ ИТМО, История формирования
русской научной школы проектирования оптических систем,
post_vaz@rambler.ru.
15.30-15.50
12.
Минько Анатолий Антонович, д.ф.-м.н., Белорусский ГУ, Физическая оптика в
Белорусском Госуниверситете, optics@bsu.by.
15.50-16.10.
13.
Шелепин Юрий Евгеньевич, Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН,
С.-Петербургский госуниверситет, Мирошников Михаил Михайлович, ОАО
ГОИ им. С.И. Вавилова, Оптическое общество им. Д. С. Рождественского,
Нейроиконика, yshelepin@yandex.ru.
16.10-16.30.
14.
Соломатин Владимир Алексеевич, д.т.н., МИИГАиК, История развития
панорамных оптических систем, vsolomatin@mail.ru.
16.30-16.50.
15.
Ринкевичюс Бронюс Симонович, д.ф.-м.н., НИУ МЭИ, Разработка новых
оптических методов исследования потоков жидкости и газа на кафедре физики
им. А.В. Фабриканта за последние 50 лет, rinkevbs@male.ru.
16.50-17.10.
16.
Лукин А. В., д.т.н., Мельников А. Н., к.т.н., Ларионов Н. П., к.т.н., НПО
«ГИПО», Осевые синтезированные голограммные элементы: история развития,
mel_andrei1973@mail.ru.
17.10-17.30
Представление постерных докладов по всем секциям: 12.00 – 17.30, фойе
Посещение Музея оптики (Биржевая линия д.14), фуршет: 18.00 – 20.00
Секционные заседания 29 октября 2013 г. (10.00 – 18.00)
Дом ученых им. М. Горького, Дворцовая набережная, д. 26
Секция 1. ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ОПТИКИ (10.00 – 11.00)
Председатель секции: профессор И.М. Белоусова
1.
Постер:
Антонюк
Павел
Николаевич,
к.ф.-м.н.,
МГТУ,
фак-т
фундаментальной науки, Скорость света как верхний предел скорости потока
энергии в эл.-магнитном поле, pavera@bk.ru.
2.
Нестерук Алексей Всеволдович, к.ф.-м.н., Университет Портсмута, Англия,
Космология
и
оптика:
к
истории
одного
эксперимента,
alexei_nesteruk@port.ac.uk.
3.
Роках Александр Григорьевич, д.ф.-м.н., Саратовский государственный
университет имени Н.Г. Чернышевского, Ионный фотоэффект: история
исследований, rokakhag@mail.ru.
4.
Соломатин Владимир Алексеевич, Фундаментальное значение оптики при
переходе
от
классического
к
современному
естествознанию,
vsolomatin@mail.ru.
5.
Филиппов Вячеслав Борисович, д.ф.-.м.н., Спб отд. Матем. ин-та, Гипотеза
Гюйгенса. История и решение, vbph@mail.ru.
6.
Постер: Цой Валерий Иванович, Саратовский государственный университет
имени Н.Г. Чернышевского, Развитие понятия отрицательного показателя
преломления, tsoyvi@info.sgu.ru.
7.
Чебакова Ольга Викторовна, к.т.н., Оптическое общество им. Д.С.
Рождественского, Оптика и науки её ближнего круга в построении физической
картины мира, optika.spb@hotmail.ru.
Секция 2. ПРИКЛАДНАЯ ОПТИКА (11.00 – 12.40)
Председатели секции: профессор А.А. Бузников,
профессор С.А. Зверев
1.
Ахметьянов Валерий Равизович, к.т.н., Моск. Физ-техн. Ин-т; Терентьева
Виктория Вячеславовна, Академия им.Н.Ф. Можайского; Создание и развитие
аэрокосмической гиперспектральной аппаратуры за рубежом и в России,
zinval@list.ru, victoria-soul@rambler.ru.
2.
Постер: Галечан Георгий Ашотович, Арамян Артур Размикович, Институт
Прикладных Проблем Физики Национальной Академии Наук Республики
Армения, История ОКГ на углекислом газе при высоком давлении со
стабилизацией разряда акустическими волнами, aramyan@web.am.
3.
Горяев Михаил Александрович, д.т.н., РГПУ им. А.И. Герцена, Фотография:
наука, техника, технология, mgoryaev@mail.ru.
4.
Иванова Галина Павловна, д.биол.н., gpiva@mail.ru; Биленко Александр
Григорьевич, к.пед.н., bilag77@mail.ru; Шилин Игорь Борисович, НГУ спорта
и здоровья им. П.Ф. Лесгафта, Оптика и спорт.
5.
Казачевская Тамара Валентиновна, Ин-т прикладной геофизики, ИвановХолодный Гор Семенович, ИЗМИРАН, Нусинов Анатолий Абрамович, ИПГ,
Гонюх Давид Абрамович, НПО «Тайфун», Измерение коротковолнового
ультрафиолетового излучении Солнца термолюминесцентным методом в
период с 1961 по 2005 годы, Kazachevskaya@mail.ru.
6.
Мальцева Надежда Константиновна, к.т.н.; Коротаев Валерий Викторович,
д.т.н., СПб НИУ ИТМО, История образования в области прикладных
разработок в военной оптике, nkmaltseva@hotmale.com, korotaev@grv.ifmo.ru.
Кофе-брейк: 12.00 - 12.30
7.
Мальцева Надежда Константиновна, к.т.н., Колесников Юрий Леонидович,
д.ф.- м.н., Васильев Владимир Николаевич, д.т.н., член-корр. РАН, СПб НИУ
ИТМО, Петербургская школа образования в прикладной оптике,
nkmaltseva@hotmail.com, kolesnikov@male.ifmo.ru, vasilev@mail.ifmo.ru.
8.
Постер: Сауткин Владимир Андреевич к.т.н., КМЗ им. С.А. Зверева,
sautkin@zenit-kmz.ru Стрелкова Татьяна Александровна, к.т.н., Харьковский
НУ РЭ, strelkova_t@ukr.net, Стохастический подход к оценке качества
оптического стекла. Проблемные вопросы.
9.
Сусов Евгений Васильевич, к.ф.-м.н., ОАО «САПФИР», Оптика инфракрасной
области спектра, otdel212@mail.ru.
10. Шилин Борис Владимирович, д.геол.-минер. наук, СПб НИЦ экол.
Безопасности РАН, Тепловая аэрофотосъемка: история развития и состояние,
bshilin@rambler.ru.
11. Шилин Борис Владимирович, Видеоспектрометрия – магистральное
направление развития аэрокосмических методов оптического диапазона,
Секция 3. ИСТОРИЯ ОПТИКИ (13.10 – 16.30)
Председатели секции: профессор А.Ф. Белозёров,
профессор С.К. Стафеев
1.
Брылевская Лариса Ивановна, к.ф.-м.н.; Ефремов Дмитрий Михайлович,
студент; СПб НИУ ИТМО, Изучение зажигательных инструментов в
Петербургской академии наук (XVIII век), brylevl@mail.ru.
2.
Дмитриев Игорь Сергеевич, д.х.н., СПбГУ, Телескопические открытия Галилея,
Galileo's Telescope Discoveries, isdmitriev@gmail.com.
3.
Иванова Ираида Николаевна, СПб НИУ ИТМО, У истоков силовой оптики,
iraida1al.@gmail.com.
4.
Ильинский Роман Евгеньевич, к.т.н., М., Задача синтеза оптической системы с
заданным значением сферической аберрации третьего порядка в первом томе
«Диоптрики» Эйлера, ilinsky_r@mail.ru.
5.
Колтовой Николай Алексеевич, к.ф.-.м.н., «Лабметод», М., Виртуальный музей
истории микроскопии, koltovoi@mail.ru.
Обед: 14.00 – 15.00
6.
Моисеева Татьяна Михайловна, ученый секретарь Ломоносовской комиссии
СПбНЦ РАН, Oптические приборы и инструменты в собрании Петровской
Кунсткамеры первой половины XVIII века, moiseev_@mail.wplus.net.
7.
Постер: Орлов Алексей Викторович, к. и. н., СПб НИУ ИТМО, Оптика в России
в 1890-е -1905 г.г., mobus@mail.ru.
8.
Окладникова Елена Алексеевна, д.и.н., РГПУ им. А.И. Герцена, Космология в
петроглифах: небесные объекты в наскальном искусстве Евразии
(семантический анализ), Cosmology in petroglyphs: selestial objects in the rock art
of Eurasia (semantic analysis), okladnikova@pisem.net, okladnikova-ea@yandex.by.
9.
Старшов М.А., , Саратовский государственный университет имени Н.Г.
Чернышевского, Великая мысль в астрономии, mastarshov@mail.ru.
10. Стольниц Михаил Маратович, Саратовский государственный университет
имени Н.Г. Чернышевского, "Белые пятна" в истории пятна Пуассона,
stolnitzmm@mail.ru.
11. Томилин Максим Георгиевич, д.т.н., Стафеев Сергей Константинович, д.т.н.,
СПБ НИУ ИТМО, Изобретение очков: дар божий или дьявольское наваждение?
или Высоколобые в оптическом обмане не участвуют! stafeevs@yahoo.com.
12. Фафурин Геннадий Александрович, к.филол.н., РНБ, Западно-европейские
книги по оптике в петербургских книжных лавках во второй половине 18 века,
fafurin@nlr.ru.
13. Чебакова Ольга Викторовна, к.т.н., Оптическое общество им. Д.С.
Рождественского, О голландских и немецких ученых в области оптики
Средних веков и Нового времени, optika.spb@hotmail.ru.
14. Юдовина Татьяна Сергеевна, СПБ НИУ ИТМО, Научная школа академика Д. С.
Рождественского, tany.GOI@mail.ru.
Секция 4. ОПТИКА И ИСКУССТВО (16.20 – 17.40)
Председатели секции: профессор И.С. Дмитриев,
к.т.н. О.В. Чебакова
1.
Ветров Андрей Борисович, ООО "Флагман", Свет Питта Мондриана –
неопластицизм голландского художника, av5813@mail.ru.
2.
Грибер Юлия Александровна, к. филос. н., Смоленский государственный
университет, Оптические эффекты городского пространства постмодерна.
3.
Крылов Александр Константинович, Санкт-Петербургская
художеств, Русская икона – живопись света.
4.
Музыченко Яна Борисовна, СПБ НИУ ИТМО, Гномоны и мегалиты –
художественные символы или визирные приспособления?, myb@rambler.ru.
5.
Полякова Ольга Александровна, Российская академия художеств, История
использования оптических законов при создании трехмерного изображения в
рисунке, oapoliakova@rambler.ru.
6.
Постер: Смирнов Владимир Леонидович, к.ф.-м.н., ГОИ им. С. И. Вавилова,
Реконструкция структуры зрительного восприятия человека на основе анализа
произведений европейской живописи и графики, bens09@yandex.ru.
7.
Шимельфениг
Олег
Владимирович,
к.ф.-м.н.,
Саратовский
ГУ,
Солодовниченко Лилия Яковлевна, к.филос.н., Фонд научн. и культ. инициатив
межконфессион. сотруд-ва; Светомузыкальная полифония – тренд авангарда
ХХI века, shim.ov@mail.ru.
8.
Стафеев Сергей Константинович, д.т.н., Томилин Максим Георгиевич, д.т.н.,
СПБ НИУ ИТМО, Оптика и искусство: исторические сюжеты.
Академия
Памяти профессора М.Г. Томилина (СПбИТМО, ВНЦ ГОИ им. С.И. Вавилова):
Музыкально-мемориальный час, начало в 17.40
Секционные заседания 30 октября (10.00 – 17.00)
Секция 5. ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ ОПТИКА
Председатели секции:
член-корреспондент РАН, профессор М.М. Мирошников
профессор Ю.Е. Шелепин
Заседание секции в Института физиологии им. И.П. Павлова РАН
Наб. Макарова, 6 (угол ул. Тифлисской)
1.
Арутюнян-Козак Белла Ашотовна, д.б.н., Хачванкян Давид Карапетович, к.б.н.,
Асланян Хайк Рафикович, Хачатрян Тигран Сергеевич Ин-т прикл проблем
физики НАН Армении, Козак Ашот Юлиуш, д.н., ГУ Райта, США Историческое
развитие концепций о нейронных механизмах переработки зрительной
информации
в
коре
головного
мозга,
(solar@arminco.com),
(khachvankyan@mail.ru)
2.
Тибилов Александр Саламович, к.ф.-м.н., Шелепин Юрий Евгеньевич, д.м.н..
Государственный оптический институт им. С.И.Вавилова, Институт
физиологии им. И.П.Павлова РАН. Развитие представлений о пороговой
световой чувствительности глаза. ( editor@soi.spb.ru)
3.
Борачук Ольга Викторовна, Шелепин Юрий Евгеньевич, Вахрамеева Ольга
Анатольевна, Фокин Владимир Александрович, Пронин Сергей Вадимович,
Хараузов Алексей Кольмарович, Васильев Петр Павлович, Соколов Андрей
Валерьевич, Моисеенко Галина Александровна, Санкт-Петербургский
государственный университет. Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН,
Военно-медицинская академия имени С. М. Кирова Санкт-Петербург
Психофизиологические механизмы пространственно-временного связывания
признаков в зрительном восприятии (borachuk@bk.ru)
4.
Вахрамеева Ольга Анатольевна, Сухинин Михаил Васильевич. к.м.н. СанктПетербург, Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН, Военно-медицинская
академия им. С.М. Кирова. Оптическая когерентная томография один из
методов изучения фовеолярных механизмов распознавания объектов в
условиях мультипликативной помехи. (olga.vakhrameeva@gmail.com)
5.
Моисеенко Галина Александровна, Логунова Елена Владимировна, Пронин
Сергей Вадимович, Шелепин Юрий Евгеньевич, д.м.н. Чихман Валерий
Николаевич. к.т.н., Институт физиологии им. И. П. Павлова РАН, Санкт-
Петербург, Санкт-Петербургский государственный университет Исследования
взаимосвязи
оптических
и
семантических
свойств
изображении.
(galina_pbox@mail.ru)
6.
Логунова Елена Владимировна, Шелепин Юрий Евгеньевич СанктПетербургский государственный университет. Восприятие изображений
реальных и виртуальных объектов и сцен с различными статистическими и
пространственно-частотными характеристиками. (dom-evi@bk.ru)
7.
Новиков Геннадий Иванович, Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН
Зрительные механизмы преобразования оптической информации в команды
управления движениями глаз (gennady48novikov@gmail.com)
8.
Новиков Геннадий Иванович, к.б.н., Институт физиологии им. И.П. Павлова
РАН. Три основных типа карт движений глаз вызываемых локальной
электрической
стимуляцией
подкорковых
структур
мозга.
(gennady48novikov@gmail.com)
9.
Подвигина Дарья Никитична, Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН,
Санкт-Петербург О нейрофизиологических механизмах некоторых оптических
иллюзий (daria-da@yandex.ru)
10. Ковальская Анастасия Анатольевна, к.м.н. Коскин Сергей Алексеевич,д.м.н.
Шелепин Юрий Евгеньевич, Пронин Сергей Вадимович, Хараузов Алексей
Кольмарович, к.б.н. Вахрамеев Ольга Анатольевна. Военно–медицинская
академия им. С.М. Кирова", Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН,
Санкт-Петербург Инфракрасная окулография в офтальмологической практике
(9600090@mail.ru)
Секция 6. ОПТИКА И ФИЛОСОФИЯ (Дискуссионная)
Ведущий: профессор Б.И. Иванов
1.
Богатырева Елена Дмитриевна, Самарский государственный аэрокосмический
университет, Оптические среды видения: к истории и философии вопроса,
bogatel@list.ru.
2.
Довгаленко Наталья Владимировна, к.филос.наук, Саратовский ГТУ, Свет в
границах логоса и рацио, dovgal30@rambler.ru.
3.
Дуплинская Юлия Михайловна, д.ф.н., Саратовский государственный
технический университет имени Гагарина Ю.А., Принцип соотношения
неопределенностей в аналитика сознания и языка, friaufva@inbox.ru.
4.
Караваев Эдуард Федорович, д.филос.н., СПбГУ, Зрительные измерения разума,
оптика, познание, EK1549@ek1549.spb.edu.
5.
Медведев Борис Абрамович, к.ф.-м.н., Саратовский ГУ, Оптические аналоги и
метафизика света в архитектонике сознания, bmedvedev@yandex.ru.
6.
Паранина Алина Николаевна, к. геогр. н., РГПУ им. А.И. Герцена, Солнечный
свет - основа порядка , galina_paranina@mail.ru.
Круглый стол (Медведев Б.А.). Презентация Круглого стола "Человек и свет в
естественно-научной и художественной картине мира (2008 - 2013)".
ТЕЗИСЫ ДОКЛАДОВ НА СИМПОЗИУМЕ
Авакян С.В.
ФГУП «Всероссийский научный центр “Государственный оптический институт
им. С.И. Вавилова”», г. Санкт-Петербург
Главная (Пулковская) астрономическая обсерватория РАН
СПб Государственный политехнический университет
Исследования проявлений солнечного сигнала в климатологии и метеорологии
в XVII – XXI веках
The investigations of "Solar signal" manifestation in the meteorology and
climatology on the XVII –XXI centuries
Рассматривается история изучения вклада вариабельности активности Солнца в
наблюдаемых погодно-климатических характеристиках. Эта тема актуальна в связи
с современным глобальным потеплением, природа которого значительной частью
научного сообщества связывалась до последнего времени с парниковым эффектом
на газах антропогенного происхождения. Однако, известно, что уже три столетия
температура приземного воздуха в целом растёт, хотя увеличение концентрации
важного парникового газа – двуокиси углерода началось лишь с середины ХХ века.
В то же время, с первых десятилетий ХVII века шло перманентное возрастание
потока лучистой энергии Солнца, прибавка которого составила по разным оценкам
менее 0,1 % от полного солнечного потока. Этот рост, по современным
представлениям, отражает увеличение активности Солнца в коротковолновом ионизирующем верхнюю атмосферу Земли диапазоне.
Первоначальное изучение активности Солнца проводилось только по
наблюдениям пятен (групп пятен) на солнечном диске. И уже последователями Г.
Галилея опубликованы первые результаты исследований наличия антикорреляции
между количеством пятен и температурой воздуха в приземном слое атмосферы
Земли. Впоследствии по данной теме появилось множество работ с весьма
противоречивыми результатами. И только в 1968 г. на большом статистическом
материале было показано, что основной – 11-летний цикл пятенной активности
Солнца в температуре устойчиво не проявляется, а вместо этого наблюдаются
хорошо выраженные периоды в интервале 2 – 5,5 лет. Подобные вариации в
интервале 2 – 6 лет зафиксированы и для осадков.
Отсутствие
одиннадцатилетней
цикличности
в
метеорологических
характеристиках дало основания для выражения определённого скептицизма в
отношении роли «солнечного сигнала» в метеорологии и климатологии. Это
привело на современном этапе глобальных климатических изменений к попыткам
объяснения наблюдаемого несколько десятилетий потепления климата через учёт
гипотезы С. Аррениуса начала ХХ-го века о парниковом эффекте в тропосфере,
причём в качестве основных поглотителей ИК-излучения подстилающей
поверхности
рассматриваются
углеродсодержащие
газы
антропогенного
(промышленного, транспортного и энергетического) происхождения. Ошибочность
такого подхода заключается прежде всего в игнорировании основного канала
парникового разогрева тропосферы Земли – через вклад паров воды как
естественного, так и антропогенного происхождения. (При сгорании любого
ископаемого топлива выделяется более 100 % паров воды (по весовым
характеристикам)). Как показано в наших работах последних лет, именно
парниковый эффект на оптически тонкой облачности является основной причиной
глобального
потепления
в
период
совокупного
(квазистолетнего
и
квазидвухсотлетнего) векового максимума солнечно-геомагнитной активности в
последние десятилетия ХХ – первые годы ХХI веков. При этом вклад активности
Солнца и магнитных бурь в регулирование облачного покрова осуществляется через
радиооптический трёхступенчатый триггерный механизм участия микроволнового
«ридберговского» излучения возмущённой ионосферы в конденсационнокластерном механизме образования облаков. А вспышечная солнечная и буревая
геомагнитная активности имеют квазипериоды от 2-х до 6 лет, что и отражается в
наблюдаемых вариациях погодных характеристик.
Антонюк П.Н.
Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана,
Факультет «Фундаментальные науки»
Скорость света как верхний предел скорости потока энергии в
электромагнитном поле
Antonyuk P.N.
The speed of light as the upper limit of the rate of transfer of energy in the
electromagnetic field
Хорошо известно, что Максвелл, исходя из полученных им дифференциальных
уравнений электромагнитного поля, нашел скорость распространения плоской
электромагнитной волны в среде: (все формулы даны в системе единиц Гаусса, с –
скорость света в вакууме, – диэлектрическая проницаемость, – магнитная
проницаемость). Такую же скорость имеет монохроматическая волна – простейшая
плоская волна. Как следствие, находится коэффициент преломления среды
Мало известно, что в 1883 г. лорд Релей представил к публикации статью
Пойнтинга (опубликована в 1884 г.), в которой (Приложение 7) было доказано, что
скорость потока электромагнитной энергии меняется в пределах Этот результат
справедлив для всех возможных решений уравнений Максвелла, а не только для
плоской волны, в том числе монохроматической, когда скорость потока энергии
равна верхнему пределу. Важно отметить, что верхний предел скорости может быть
и не связан с плоской волной.
К сожалению, указанный результат Пойнтинга никак не обсуждается в таких
известных книгах, как «Оптика» Ландсберга, «Теория поля» Ландау и Лифшица,
«Фейнмановские лекции по физике» (выпуск 6, Электродинамика). В докладе
рассматривается современная реконструкция Приложения 7 «Электромагнитная
теория света», которым заканчивается статья Пойнтинга.
Арамян А.Р., Галечян Г.А.
Институт Прикладных Проблем Физики Национальной Академии Наук Армении,
Оптический квантовый генератор на углекислом газе при высоком давлении
со стабилизацией разряда акустическими волнами
Рассматриваются вопросы создания оптического квантового генератора на
углекислом газе при повышенном давлении. Известно, что вначале СО2 лазеры
действовали на тлеющем разряде при низком давлении (до 10 мм рт. ст).
Увеличение давления газа в разряде с целью повышения мощности излучения
приводило к его шнурованию и срыву генерации. Для получения высоких
мощностей индуцированного излучения создавали многокилометровые лазеры при
низком давлении. В дальнейшем, для получения высоких удельных мощностей
генерации, для подавления неустойчивостей, возникающих в плазме при
повышении давления, использовали высокоскоростной поток газа через разряд. Это
приводило к созданию устойчивого однородного разряда при высоких давлениях, но
значительно усложнило конструкцию лазера, необходимостью создания замкнутого
цикла.
Однако стабилизацию газового разряда и получение однородного
положительного столба при высоких давлениях можно достигать также
акустическими волнами, направленными вдоль трубки. Увеличение интенсивности
звука в разряде вызывает возникновение акустических вихрей, которые приводят к
перемешиванию плазмы в поперечном направлении и созданию однородного
устойчивого разряда при повышенном давлении. Приведены зависимости
распределения концентрации электронов по радиусу разряда в отсутствие звука и
при интенсивности 86 дБ, из которых следует, что при наличии звука
устанавливается однородное заполнение камеры плазмой.
Создание оптического квантового генератора на углекислом газе при
повышенном давлении со стабилизацией разряда акустическими волнами позволит
значительно упростить конструкцию мощного СО2 лазера. В данном сообщении
приведена схема конструкции мощного акустического лазера на углекислом газе.
Aramyan A.R., Galechyan G.A.
Institute of Applied Problems of Physics, National Academy of Sciences of Armenia,
Optical quantum generator of carbon dioxide at high pressure stabilization discharge
acoustic waves
Are the issues of creating optical quantum generator carbon dioxide at high pressure.
It is known that in the beginning of CO2 lasers operated on a glow discharge in low
pressure (up to 10 Torr). The increase of gas pressure in the discharge with the purpose of
increase of capacity of radiation led to his pinching and frustration generation. For high
capacity induced radiation created many kilometers of lasers at low pressure. In the future,
to obtain high specific capacity of generating for the suppression of the instabilities arising
in plasma with increase of gas pressure, used for high-speed pumping gas through the
discharge area. This led to the creation of sustainable homogeneous discharge at high
pressures, but greatly complicated the design of the laser, i.e. resulted in the addition of a
complex system of high-speed gas flow in a closed loop.
However, the stabilization of gas discharge and uniform noncontracted positive
column at high pressures, you can reach the acoustic waves directed along the tube. When
increasing the intensity of a sound wave in the discharge acoustic vortices, which lead to
mixing of the plasma in the transverse direction and creation of uniform noncontracted
sustainable discharge at elevated pressures. The paper describes the dependence of the
distribution of electron concentration on the radius of the discharge in the absence of
sound and at intensities 86 dB, from which it follows that if the sound is available is set
homogeneous filling the chamber plasma.
Creation of optical quantum generator carbon dioxide at high pressure with the
stabilization of the discharge acoustic waves will greatly simplify the design of high power
CO2 laser. The scheme of the construction of a powerful acoustic carbon dioxide laser.
Асланян Г.Р., Хачванкян Д.К., Арутюнян-Козак Б.А., Хачатрян Т.С., Козак Ю.А.
Институт Прикладных Проблем Физики АН Армении
Историческое развитие концепций о нейронных механизмах переработки
зрительной информации в коре головного мозга
Нейронные механизмы обеспечивающие трансформацию в зрительной системе
пространственно-временного светового воздействия образа на сетчатку глаза в
восприятии окружающего пространства, по прежнему остаются фундаментальной
проблемой нейронауки. Ряд исследований проведенных в начале двадцатого
столетия установили, что одиночные зрительно-чувствительные нейроны
зрительных образований головного мозга обладают рецептивными полями (РП) с
определенными пространственными и временными параметрами, определяющими
характер их ответов на примененный зрительный стимул. В ходе дальнейших
исследований было установлено, что стационарная организация РП зрительночувствительного нейрона предопределяет ответ нейрона также на движущиеся в
поле зрения образы. Однако, в последнее время, накапливается все больше данных о
том, что РП нейронов могут быть динамичными и подвергаться определенным
пространственным и функциональным изменениям в зависимости от величины,
контраста и направления движения предъявленного зрительного стимула.
Результаты экспериментов, представленные в настоящем сообщении показывают,
что у нейронов с однородной структурой стационарного РП, наблюдаются
значительные различия в профилях активности в зависимости от величины,
контуров и контраста примененного движущегося зрительного стимула.
Представленные данные подтвердили предположение выдвинутое в наших
предыдущих исследованиях о большой вероятности взаимовлияния соседствующих
нейронов с пространственно перекрывающимися РП, как интегрального компонента
в трансформации и переработке зрительной информации в области 21а коры
головного мозга. Показано, что стационарная структура РП может подвергаться
существенным изменениям в результате одновременного возбуждения РП и
окружающего его пространства движущимся зрительным образом, тем самым,
обеспечивая более точную обработку зрительной информации. Таким образом, в
основе центральной переработки зрительной информации лежит координированная
активность групп нейронов, в иерархически организованных зрительночувствительных образованиях головного мозга.
Aslanian H.R., Khachvankian D.K., Harutiunian-Kozak B.A.,
Khachatrian T.S., Kozak J.A.
Institute of Applied Problems of Physics National Academy of Sciences of Armenia
Historical development of concepts on the neuronal mechanisms of visual
information processing in the brain cortex
The neural mechanisms by means of which the visual system transforms a
spatiotemporal illumination pattern on the eye retina into a visual percepts of the physical
world remains a fundamental problem in the neuroscience. Numerous investigations
provided at the beginning of the XX century has defined, that single visually sensitive
neurons in visual areas of the brain have receptive fields (RFs) with distinct spatial and
temporal properties, which determine the patterns of neuron responses to applied visual
stimuli. Further investigation indicated, that the stationary RF structure of a visually
sensitive neuron predetermines the neuron response patterns to moving images. However,
recently many researchers are coming to the point, that the neuron RFs may have the
plasticity and dynamics and undergo certain functional and parametric changes in
dependence of the size, contrast and movement direction of moving images. The
experimental results presented in this report show that neurons with homogenous
stationary RF structure reveal significant differences in activity profiles depending on the
size, shape and contrast of the applied moving visual stimulus. The data presented
confirmed the suggestion put forward in the earlier studies on the high probability of the
RF surround interactions as an integral component of visual transformation and processing
in cortical area 21a. It is shown, that the RF stationary structure undergoes specific
dynamic changes due to the stimultaneously activated RF surround by the moving visual
image, and ensure the more accurate incorporation of moving image information at
movement detection. Thus, the central processing of visual information relies on
coordinated activity of single neurons in hierarchically organized visually sensitive
structures of the brain.
Ахметьянов В.Р. 1, Терентьева В.В. 2
1
Московский физико-технический институт (государственный университет)
2
Военно-космическая академия имени А.Ф. Можайского
Создание и развитие аэрокосмической гиперспектральной аппаратуры за
рубежом и в России
Creation and development of aerospace hyperspectral equipment abroad and in
Russia
Свое современное развитие гиперспектральное зондирование получило
благодаря совершенствованию технической составляющей гиперспектрометров,
методов приема и обработки получаемой информации. В результате историконаучных исследований создана целостная картина процесса эволюционного
развития гиперспектральной техники; разработана хронология развития
гиперспектрометров авиационного и космического базирования, гиперспектральных
исследований; проведен анализ существующего на данный момент уровня развития
гиперспектральной техники и отмечены перспективные направления дальнейшего
ее совершенствования.
Начиная с 1996 года, США занимались разработкой и созданием следующей
гиперспектральной аппаратуры космического базирования: SAIC, UVISI, LEISA,
HSI, AC, HYPERION, WARFIGHTER, FTHSI, COIS, LATI, ARTEMIS. В 2003 году
был запущен космический аппарат Mars Express, принадлежащий Европейскому
Космическому Агентству, на борту которого находился гиперспектрометр OMEGA.
Также разработки космической гиперспектральной аппаратуры велись в таких
странах, как Китай, Германия, Япония, Италия, Великобритания, Австралия.
Несмотря на то, что разработка и создание авиационных и космических
гиперспектрометров получили наибольшее развитие в США, такой вид оптикоэлектронной аппаратуры выпускается также в Австралии, Канаде, Японии,
Норвегии, Финляндии и России. В России гиперспектральные исследования стали
проводиться в конце 90-х годов. Среди организаций, имеющих опыт разработки и
создания гиперспектрометров различного назначения, можно назвать НПК «ГОИ
им. С.И. Вавилова», НИУ ИТМО, Научно-технический центр «Реагент», НПО
«Лептон», ОАО «Красногорский завод им. С.А. Зверева». Первый космический
гиперспектрометр разработки НПО «Лептон» был запущен 22 июля 2012 года. В
ближайшем будущем планируется запуск КА «Ресурс-П» с гиперспектрометром
разработки ОАО «Красногорский завод им. С.А. Зверева». В заключение отметим, что
гиперспектральные технологии являются в настоящее время стремительно растущим
сегментом рынка оптоэлектроники и дистанционного зондирования.
Баюк Д.А.; Федорова О.Б.
ИИЕТ РАН (Москва)
Переписка Лейбница и Спинозы об «оптических стеклах»
Leibniz–Spinoza correspondence on “optical glasses”
Лейбниц писал Спинозе дважды — в 1671 и 1676 годах. Спиноза ответил лишь
единожды. Тема переписки может показаться неожиданной: узнав об искусстве
Спинозы в изготовлении оптических линз, Лейбниц просил его поделиться своим
опытом. Спиноза отвечал довольно сдержано и неохотно. Видимо, из-за этого
переписка велась без свойственной Лейбйницу активности. Насколько нам известно,
эти письма никогда не публиковались по-русски. Между тем, они достойны
интереса по меньшей мере в двух различных аспектах.
Лето 2013 года было ознаменовано повышенным интересом к Лейбницу:
принятые российским правительством решения по реформированию российской
академической системы дали повод поговорить о том, как она создавалась. Встречи
Лейбниц с Петром, переписка с Лефортом, его предложения по созданию академии
наук в России позволили увидеть в предыстории Российской академии наук долгую
европейскую традицию познания природы и плодотворного взаимодействия науки и
общества — в первую очередь, его властных институтов.
Вторая причина интереса к Лейбницу менее ситуативна и не связана с
политической конъюнктурой. Лейбниц был невероятно универсальным мыслителем,
кругозор которого простирался от проблем математического анализа и
теоретической механики, до генеалогии европейских императорских династий и
политических перспектив освобождения Египта от турок Францией. Несмотря на
всю признанную важность Лейбница для российской истории, наиболее полное
собрание его сочинений, предпринятое в 1981–89 годах в рамках проекта
«Философское наследие», не дает представления о его суждениях относительно
важности инструментального исследования космоса, эпоха которого тогда толькотолько начиналась.
Важность технологической стороны дела иллюстрируется признанием Галилео
Галилея, что из 60 стекол лишь два получались удовлетворительного качества.
Отчасти, именно это обстоятельство побудило Ньютона к созданию телескопа, в
котором главную роль исполняет зеркало, а не линза.
Тот факт, что Лейбниц обратился с предложением обсудить означенные выше
проблемы именно к Спинозе, может служит индикатором интересов не только
самого Лейбница, но и той международной репутации, который в те годы
пользовался Спиноза.
Белозёров А.Ф.
ОАО « НПО «Государственный институт прикладной оптики»
История оптики - история России
Optics History is the History of Russia
В докладе изложены отдельные аспекты и фрагменты книги [1].
Оптика и оптические загадки древности и средних веков. Философия и оптика
(что такое «свет»; разделы оптики по Жан-Полю Марату: пероптрика, катоптрика,
диоптрика, опизоптрика; оптика Ньютона, Эйлера, Ломоносова).
Оптические эффекты. Оптические парадоксы. Оптические ошибки. Оптические
точности. 300 лет открытиям телескопа и микроскопа, принципиальные схемы
которых использованы в сотнях и тысячах различных типов оптических устройств,
дающих человеку основной объём жизненно важной информации.
Повышение качества изображения – основа развития оптики. Современная
иконика.
Единение оптического образования, оптической науки, оптической
промышленности – основа государственного подхода к развитию оптики в СССР.
50-летие становления новой оптики в России – лазеры, нелинейная оптика,
голография.
Перспективные области применения современной оптики: новая медицина,
экология, дистанционное зондирование Земли и космоса, материаловедение
наноструктур, техника и машиностроение, робототехника.
«Слово об оптике» должно быть услышано; важность устойчивой
терминологии в оптике: природа фотоники – быть частью оптики и оптотехники.
Литература:
1. Белозеров А.Ф. «Оптика России. Очерки истории и развития», - г. Казань:
Центр инновационных технологий, 2012. – т. 1-604 с., 2013. – т. 2-612 с.
Белоусова И.М.
ГОИ им. С.И. Вавилова
Первые шаги: лазеры в ГОИ им. С.И. Вавилова
2 июня 1961 г. в ГОИ, в отделе академика А.А. Лебедева, в лаб. М.П. Ванюкова,
с.н.с. Л.Д. Хазовым, с участием И.М. Белоусовой, был запущен первый в СССР
лазер. Лазер на рубине был воспроизведен по литературным данным о лазере
выполненным в США Т. Майманом.
Предпосылками для создания лазера именно в ГОИ являлся высокий научный
уровень института, созданного Д.С. Рождественским в духе сочетания науки,
технологий и производства.
Приведенные документы (выдержки из рабочего дневника Л.Д. Хазова)
показывают как проходил запуск первого лазера на рубине. Элементы лазера были
выполнены в ГОИ: рубин был выращен в лаб. кристаллооптики В.Т. Славянского,
покрытия на торцах рубина нанесены в лаб. В.Н. Рождественского, лампы накачки
изготовлены в лаб. С.И. Левикова. Оптическим производством ГОИ была
выполнена обработка рубина и изготовление конструкции лазера.
После запуска лазера на рубине в отделе А.А. Лебедева началась интенсивная
работа по созданию твердотельных лазеров под руководством М.П. Ванюкова и
А.А. Мака.
Одновременно в отделе, группой И.М. Белоусовой, были начаты работы по
созданию газовых лазеров. Летом 1962 г. был выполнен запуск гелий-неонового
лазера. В 1963 г. проведена первая в мире передача телевизионного сигнала по лучу
He-Ne лазера через атмосферу между ГОИ и ЛВИКА им. А.Ф. Можайского.
Разработки газовых и твердотельных лазеров были свидетельством высокого уровня
ученых ГОИ.
В 1964 г. Министерством обороны и промышленности, в Москве была
организована первая выставка лазеров и их применения, на которой были
представлены экспонаты ГОИ, НИИПФ и ЛОМО. Результатом показа экспонатов
Правительству СССР и Н.С. Хрущеву было издано первое постановление Совета
Министров СССР и ЦК КПСС в результате которого началось бурное развитие
лазерной науки и техники в СССР.
Но это уже совсем другая История….
Биленко А.Г., Иванова Г.П., Шилин И.Б.
НГУ спорта и здоровья
Оптика и спорт
Optics end Sports
История
совершенствования
изображения
движения
путем
светорегистрирующих оптических систем имеет прямое отношение к развитию
спортивной науки. Оптика на заре спорта дала возможность получить
фотоизображения сначала одиночных, затем последовательных снимков, а далее
изображение серии движущихся предметов, что заложило основы анализа
спортивной техники и позволило глазу тренера и спортсмена воспринимать картину
невероятно сложных неосознаваемых многозвенных движений человека в спорте.
Спортивные движения происходят: 1) в трех плоскостях и 2) с высокой
скоростью. Первая проблема начала решаться в 70-х годах прошлого столетия путем
применения стереофотосъемки. Это сделали сначала немецкими исследователями, а
затем в России это направление продолжили физик В.А.Петров и его ученики в
институте физической культуры им. П.Ф. Лесгафта на кафедре биомеханики.
Дальнейшее развитие стереофотограмметрия в спорте получила в Москве в
лаборатории изучения движений под руководством В.М. Зациорского, где работали
на аппаратуре фирмы «Цейс».
Решение второй проблемы, то есть анализа быстропротекающих движений,
началось с 60-тых годах прошлого века, благодаря исследованиям американского
специалиста в области фотографии Гарольда Эджертона. Он создал метод
стробофотографии и продемонстрировал возможность получения четких
изображений движений тел при скоростях до 800 км/час: полет пули, удары по мячу
и пр. Огромное значение для теории спорта имели оптические системы регистрации
изображения, созданные в 30-е годы прошедшего века Н. Бернштейном. В
настоящее время существенно более эффективно эти проблемы решаются методами
цифровой видеосъемки.
На современном этапе внедрения видеосъемки во все сферы человеческой
деятельности проблема получения качественного изображения движения и его
научной обработки остается актуальной для теории спорта. Объективизация
изображения методами видеосъемки, особенно в игровых видах спорта, при
дефиците времени на воспроизведение зрительной информации, невозможна без
новых
решений
организации
светорегистрации
трехплоскостных,
быстропротекающих движений, а также использования других оптических
диапазонов и методов (тепловидение, видеоспектрометрия, ультрафиолетовая
съемка).
Богатырева Е.Д.
Самарский государственный аэрокосмический университет, кафедра философии
Оптические среды видения: к истории и философии вопроса
Optical surroundings to see: the history and philosophy of the question
Видеть означает как обладать зрением, воспринимать зрением, наблюдать, так
и сознавать, усматривать. В истории философии первое значение имело
предварительное, но не самодостаточное значение. Так, несмотря на
оптикоцентризм древнегреческой мысли, всё же для неё было характерно
актуализировать видение в качестве умозрения. Оптические представления древних
греков, за редким исключением атомистической школы, сводились к обоснованию
всех оптических законов понятием «зрительного луча», который шел не от
источника света к глазу, как мы сегодня это понимаем, но, наоборот, от глаза к
источнику света. Сам глаз функционировал подобно излучателю, работа которого
наталкивалась на видимое в этом мире, как бы «рассекала» его и сообщала ответ
«разуму». Задача состояла в том, чтобы узреть умом то, что не позволено видеть
смертным (читай, простым зрением). Следует заметить, что неизбежные для ранних
этапов науки математические слабости расчётов восполнялись здесь
исследованиями, в которых большую роль играли первые оптические аппараты, та
же камера обскура. Особую роль она сыграла в эпоху Ренессанса, в которую мы
находим изобретение линейной перспективы как заслуги художников, а не
математиков. В первые столетия её распространения именно камера-обскура
позволяла автоматически определять тригонометрические функции светящейся
точки предмета.
С введением христианства античное понимание видения дополняется еще
одним значением – видеть духовно, душой. Несмотря на успехи науки и техники,
оно никуда не уходит из культуры, но странным образом накладывается на
современное научное мировоззрение, а также на понимание техники, которой
навязывается исключительно утилитарное значение и которая время от времени
демонизируется, но которой с упорством отказывают в собственном
онтологическом, гносеологическом и антропологическом статусе. Сегодня можно
говорить о наложении логистики восприятия «машин зрения» на органику зрения,
через само это удвоение определяется любое узнавание мира человеком и
ориентация в нём. Сама органика (глаз) идентифицируется через оптику и логику
деятельности искусственных артефактов. Новые оптические среды видения влияют
и на состав мировоззрения современного человека. Само преодоление многих, в том
числе и философских, предрассудков в отношении природы и состава видения
человека должно идти
через осознание различного рода медиаций между
человеком, опосредованном технически, и природой, которые выявляют в себе
непрерывность природного и технического.
Борачук О.В. 1, Шелепин Ю.Е. 1,2, Вахрамеева О.А. 2, В.А. Фокин В.А. 3, Пронин
С.В. 2, Хараузов А.К. 2, Васильев П.П. 2 , Соколов А.В. 3, Моисеенко Г.А. 2
1
Санкт-Петербургский государственный университет
2
Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН, Санкт-Петербург
3
Военно-медицинская академия имени С. М. Кирова
Психофизиологические механизмы пространственно-временного связывания
признаков в зрительном восприятии
Psychophysiological mechanisms of spatial and temporal binding in visual perception
Актуальность. На данный момент не существует системы по распознаванию
лиц, которая могла бы работать с учетом всех возможных вариаций параметров
статических и динамических искажений в условиях помехи и фрагментированного
предъявления. Цель исследования - выявить психофизиологические механизмы
пространственно-временного
связывания
признаков
целостных
и
фрагментированных лиц в зрительном восприятии. Методика. Стимулами служат
усредненные по полу и расе синтезированные лица, при различных поворотах
(прямо, направо, налево) и с разными видами эмоций. Для создания стимулов
применяли программное обеспечение FaceGen (Singular Inversions, Canada). Пороги
распознавания фрагментированных изображений лиц выявляли методом пределов.
Измерена пороговая суммарная площадь фрагментов, при которой испытуемый
распознал
изображение.
Разработана
программа
«Wavelet_Gollin_Test»,
использующая различные вейвлетные преобразование. Программа позволяет
варьировать
пространственно-временные
характеристики
формируемого
динамического изображения. Для оценки функционально-специализированных зон
головного мозга, ответственных за распознавание лиц в условиях помехи и
отвлечения внимания (смены инструкции) использован метод BOLD (Blood
Oxygenation Level Dependent) функциональной магнитно-резонансной томографии
фМРТ (1.5 Т МРТ сканер фирмы «Сименс»). Результаты. Рассмотрены основные
методы и алгоритмы изучения проблемы пространственно-временного связывания
признаков в зрительном восприятии. Определены пороги распознавания лиц в
зависимости от статических и динамических характеристик предъявления. Проведен
анализ когнитивных вызванных потенциалов и текущей цифровой ЭЭГ в задачах
распознавания изображений лиц в условиях помехи. Определены области головного
мозга, ответственные за принятие решения в задачах распознавания изображений
лиц в условиях помехи и смены инструкции. Выводы. На данном этапе
исследования установлена зависимость активации различных зон головного мозга
человека при восприятии одних и тех же лиц в условиях помехи в задачах
распознавания поворота и распознавания значения эмоций при смене инструкции
наблюдателю.
Брылевская Л.И., Ефремов Д.М.
НИУ ИТМО
Изучение зажигательных инструментов в
Петербургской академии наук (XVIII век)
The Study of Inflammatory Instruments in
St. Petersburg Academy of Sciences (XVIII century)
В XVIII веке в Европе начинает возрастать интерес к зажигательным
инструментам, изготовленным с использованием зеркал или оптических линз. В
Петербургской академии наук оптические зажигательные инструменты привлекают
внимание Г.В. Крафта, Л. Эйлера, Н. Фусса, М.В. Ломоносова.
В 1735 г. в адресованных широкому кругу читателей Петербурга «Примечаниях
на «Ведомости»» появилась статья Г.В. Крафта «О зажигательных зеркалах и
зажигательных стеклах», в которой он обсуждал возможность получения высоких
температур с помощью вогнутых зеркал и выпуклых линз, а также рассказал о
разнообразных зажигательных инструментах, начиная с зеркал Архимеда и
заканчивая использовавшимися в то время линзами Э.Чирнгаузена и Виллета.
Из публикаций и материалов ПФА РАН видно, что исследование возможностей
оптических зажигательных инструментов не обошли своим вниманием Л. Эйлер и,
позднее, его секретарь Н. Фусс.
Статья проф. Крафта побудила М.В. Ломоносова заняться разработкой
собственного зажигательного инструмента, в котором использовались выпуклые
линзы и плоские зеркала. Прибор позволял с помощью зеркал совместить фокусы
нескольких линз в одну точку. Описание катоптрико-диоптрического
зажигательного инструмента опубликовано в IV томе его «Полного собрания
сочинений». Решение Ломоносова было весьма оригинальным, до него в подобных
приборах в основном использовали либо две линзы, либо зеркало и линзу.
Изобретение Ломоносова не получило распространения.
Однако зажигательные приборы использовались не только в стенах Академии
наук, в России было налажено производство простейших зажигательных стекол, в
частности, на Воробьевском зеркальном заводе.
В работе представлена разработанная Д.М. Ефремовым виртуальная модель
катоптрико-диоптрического зажигательного инструмента Ломоносова.
Бузников А.А.
Санкт-Петербургский электротехнический университет «ЛЭТИ»
Космическая спектрофотометрия природной среды с пилотируемых
орбитальных станций
Satellite spectrophotometry of the environment from manned orbital stations
Запуск первого ИСЗ, полет человека в космос, создание пилотируемых
космических кораблей (ПКК) «Союз» и орбитальных станций (ПОС) «Салют»
открыли широкие возможности для оптических исследований поля излучения Земли
как планеты, для глобальных исследований атмосферы и природных ресурсов
Земли. Визуально-инструментальные измерения позволили впервые построить
единую картину развития оптических явлений в атмосфере Земли при
взаимодействии с солнечным излучением во время движения ПКК по орбите и
открыть ранее неизвестное явление вертикально-лучевой структуры дневного
излучения верхней атмосферы в переходной зоне от ночного эмиссионного слоя до
цветного сумеречного ореола (Гос. Реестр СССР, открытие № 106). Был разработан
и установлен на борт ПКК и ПОС комплекс малогабаритных спектрографов РСС,
которые стали первыми в мировой практике спектральными приборами,
работавшими в космосе. Впервые были получены спектры сумеречного ореола и
дневного горизонта Земли, спектры различных типов природных образований на ее
поверхности. Полученные спектры сумеречной и дневной атмосферы позволили
получить данные о вертикальном распределении в стратосфере и мезосфере
оптически активных компонентов (аэрозоль, озон, водяной пар и др.) и оценить
влияние антропогенных факторов на состояние верхней атмосферы Земли. На
орбитальной станции «Салют-4» успешно прошел летно-конструкторские
испытания комплекс солнечных спектрометров КСС-2. Это был первый в мировой
практике негерметизированный спектрометр высокого разрешения, работавший за
пределами герметичного корпуса станции в условиях высокого вакуума. С помощью
КСС-2 впервые была реализована схема затменного зондирования атмосферы Земли
и получены достоверные данные о вертикальном распределении водяного пара в
стратосфере и мезосфере на высотах от 30 до 60 км. В октябре 1969 и в июне 1970
гг. во время полетов ПКК «Союз-7» и «Союз-9» впервые в мировой практике были
выполнены комплексные синхронные подспутниковые эксперименты.
Успех указанных выше разработок и экспериментов во многом определил
приоритетный вклад советских (российских) космических исследований в изучение
атмосферы и природных ресурсов нашей планеты. По результатам этих
исследований был опубликован ряд монографий, в том числе: К.Я. Кондратьев, Г.Т.
Береговой, А.А. Бузникова, и др. «Исследование природной среды с пилотируемых
орбитальных станций», Л.: Гидрометеоиздат, 1972. 399с.; K.Ya. Kondratyev, A.A.
Buznikov, O.M. Pokrovsky “Global Change and Remote Sensing”,1996, Praxis
Publ.Chichester, 370p.
Васильев В.Н., Колесников Ю.Л., Мальцева Н.K.
Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет
информационных технологий, механики и оптики
Петербургская школа образования в прикладной оптике
Petersburg School of Education in Applied Optics
В 1900 году при Ремесленном училище цесаревича Николая (РУЦН) открылось
механико-оптическое отделение (МОиЧО), первый выпуск которого в 1905 году
целиком был распределен для работы в Оптическую мастерскую Обуховского
завода, где первым руководителем мастерской стал выпускник МОиЧО К.С.
Герцик-Полубеньский.
Впоследствии небольшое отделение, готовившее мастеров для оптического
производства, переросло в техникум (1920), институт (1930), технический
университет (1991). С 2009 году, став победителем многоэтапного конкурса, в
результате которого определены 12 ведущих университетов России, которым
присвоена
категория
«Национальный
исследовательский
университет».
Министерством образования и науки Российской Федерации была утверждена,
учебное заведение стало носить название Санкт-Петербургский национальный
исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики.
На протяжении всех лет работы профессиональная подготовка специалистов в
области оптических технологий была приоритетным направлением учебного
заведения, где занимались научно-педагогической деятельностью такие известные
русские ученые-оптики: четырежды Лауреат Государственной премии, профессор
Михаил Михайлович Русинов; выдающийся физик-оптик, основоположник
оптической школы ЛИТМО, член-корреспондент АН ССР В.С. Игнатовский;
видный ученый в области офтальмологической оптики, профессор Л.Н. Гассовский;
видный ученый в области теории оптических приборов, профессор В.Н.
Чуриловский, выдающийся ученый-оптик, крупнейший специалист в области
голографии, автор открытия трехмерной голографии и метода трехмерных
отражательных голограмм, Действительный член РАН Ю.Н. Денисюк.
Большое участие в формирование учебного процесса в ЛИТМО-НИУИТМО в
разные годы оказывали выдающиеся ученые, руководители научных организаций
нашей страны, среди которых: основатель советской научной школы оптиков,
Президент АН СССР (1945-51 гг.) С.И. Вавилов, один из главных организаторов
производства оптического стекла и оптико-механической промышленности,
организатор и первый директор Государственного оптического института,
действительный член АН СССР Д.С. Рождественский
Вахрамеева О.А., Сухинин М.В.1
Санкт-Петербург, Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН,
1
Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова
Оптическая когерентная томография один из методов изучения фовеолярных
механизмов распознавания объектов в условиях мультипликативной помехи
Цель работы – исследование анатомических и функциональных особенностей
самого высокочастотного канала зрительной системы человека в условиях
мультипликативной помехи (шума дискретизации), определяемой размером и
упаковкой рецепторов в сетчатке. Входной структурой этого канала является
фовеола – область сетчатки с максимальной остротой зрения, которая лимитируется
шумом дискретизации. В задачи исследования входило, во-первых, определить есть
ли связь геометрических характеристик фовеолы (ее диаметра) с успешностью
выполнения задач по распознаванию зрительных стимулов на пределе разрешения
и, во-вторых, выяснить, можно ли преодолеть шум дискретизации с помощью
предъявления подсказки на периферии поля зрения. В исследовании приняли
участие 17 условно здоровых человек в возрасте от 21 до 28 лет, с рефракцией глаз в
пределах от -0.75 до + 0.75. Остроту зрения участников измеряли при помощи колец
Ландольта разного размера. Для изучения особенностей строения сетчатки в области
фовеолы выбрали метод оптической когерентной томографии (ОКТ). У всех
участников этим методом были получены изображения срезов сетчатки в области
макулы. Для каждого среза были измерены значения диаметров фовеа и фовеолы. В
психофизических измерениях испытуемым предлагали решить задачу сравнения с
образцом в условиях предъявления подсказки на периферии поля зрения. Размеры
стимула образца, расположенного по центру экрана составили 0.1 или 0.2 угл. град,
уровень мультипликативной помехи – 0 или 40%. Размер тестовых стимулов
составил 0.4 угл. град, и они предъявлялись без помехи. Одновременно на экране
предъявляли 4 тестовых стимула. Испытуемый выбирал тот, который предъявлялся
в качестве стимула образца. Замаскированную подсказку предъявляли в 75% проб
на расстоянии 6 угл. град. от центральных стимулов между предъявлениями стимула
образца и тестового стимула. Было показано, что успешность выполнения задачи по
распознаванию ориентации колец Ландольта (при определении остроты зрения)
зависела от диаметра фовеолы, а в задаче сравнения с образцом такой зависимости
не было обнаружено. Наличие подсказки на периферии поля зрения облегчает
выполнение задания, по сравнению с условием, когда подсказка не предъявлялась,
однако это происходило только при малых размерах стимула (0.1 угл. град.) и при
высоком уровне мультипликативной помехи присутствующей в стимуле образце
(40 %).
Ветров А.Б.
ООО «Флагман»
Свет Пита Мондриана - неопластицизм голландского художника
Light of Pitt Mondrian – neoplasticism of Dutch artist
Голландский художник Питт Мондриан считается крупнейшим мастером 20
века, наряду с Кандинским, Малевичем являясь одним из родоначальников
абстрактной живописи.
Мондриан (Pieter Cornelis Mondrian) родился 7 марта 1872 в Амерсфорте. С
отличными качествами живописца он мог писать в манере русских передвижников,
но его интересовали другие формы и другая реальность, которую он сам и создал. С
самого начала своего творчества Мондриан сознательно ограничивал применяемые
выразительные средства.
В 1917 году в Брюсселе он основал объединение голландских художников "Де
Стиль", которое пропагандировало идеи рационализма и конструктивизма в
архитектуре, интерьере, мебели. То есть в искусственной среде обитания человека.
В основе большинства композиций Мондриана лежит принцип "динамического
равновесия". Его эстетическая теория была названа "неопластицизм". К 1920 году
Мондриан полностью сформировался как художник и назвал свое творчество
"чистой пластической реальностью".
Время показало, что эффект от оригинальных теории и практики его творчества
гораздо более интересный и универсальный. Ярким примером этого служит
архитектура конструктивизма. Стиль Мондриана совпал в послевоенной Европе с
широким внедрением таких мате- риалов как бетон, сталь и, особенно, стекло.
Впервые начали повсюду использовать панорамные окна в типовых проектах
зданий.
Объем производства стекла увеличивался в геометрической прогрессии
благодаря повсеместному остеклению фасадов зданий.
Любой современный урбанистический дизайн предполагает архитектурные
решения с обязательным включением светопрозрачных конструкций.
Раньше здания из металла, прозрачного или тонированного стекла
воспринимались как нечто удивительное. Сегодня количество фасадных технологий
с использованием стекла просто огромно, а любое цветовое решение для
тонирования стекла является абсолютно нормальным. Де-факто получилось, что
благодаря внедрению принципов рационализма и конструктивизма в архитектуре,
человечество в очередной раз открыло для себя свет в городской среде и сделало это
с размахом.
Итак, возможности неопластицизма оказались безграничными и, как показало
время, востребованными в различных сферах деятельности человека: архитектура,
дизайн интерьеров, мебель, одежда, ювелирное искусство. Понятие «Питт
Мондриан» вошло в историю.
Галечян Г.А.,* Казарян М.А.,** Оганнисян М.А.*
*Институт Прикладных Проблем Физики Национальной Академии Наук Армении,
** Государственный университет, ул. Алека Манукяна
Астрофизические оптические исследования в Армении в 1943-2013 гг.
В 1943 г. в Армении после создания Академии наук Армянской ССР В.А.
Амбарцумян являясь вице-президентом АН, занимался созданием обсерватории в
Армении. В результате длительных рассмотрений в 1946 г. было определено, что
обсерватория будет построена в селе Бюракан на Южном склоне горы Арагац. В
1956 г состоялось открытие обсерватории, которая была оснащена рядом телескопов
для оптических исследований звезд и галактик. Размеры первых телескопов – 40 и
50 сантиметровые рефлекторные телескопы с электрофотометрами и
электрополяриметрами, которые стали фундаментом обсерватории для наблюдений.
После провозглашения В.А. Амбарцумяном явления активности ядер галактик
необходимо было построить более крупный телескоп для исследования этих
процессов. В результате В.А. Амбарцумяном было организовано строительство в
обсерватории телескопа системы Шмидта размером 102 см. Были приобретены 1,5;
3 и 4,5 градусные призмы. Это послужило основой для начала более активных
оптических исследований галактик. В результаты полученных оптических
наблюдений Бюраканская обсерватория стала одной из различных ведущих центров
исследований астрофизических объектов.
Были получены интересные результаты об активности ядер галактик, а также
установлены активные явления в звездах. Спектральные наблюдения позволили
открыть новый тип галактик: галактики с УФ континуумом, которые впоследствии
были названы галактиками Маркаряна. Первоначальные исследования неба в
области 15000 квадратных градусов Б.Е. Маркарян обнаружил бале 1400
ультрафиолетовых галактик. Эти галактики были настолько интересными, что их
стали исследовать в различных ведущих обсерваториях мира. В дальнейшем такие
же галактики были исследованы М. Казаряном, которые затем именовались
галактики с ультафиолетовым избытком. В результате наблюдения М. Казаряном в
области неба 1400 квадратных градусов установлено более 700 галактик с
ультафиолетовым избытком. На имеющих телескопах в обсерватории были открыты
много вспыхивающих звезд, галактик с разными активностями, группы галактик,
скопления галактик. В дальнейшем в 1976 г. был построен 2.6 м оптический
телескоп с помощью которого стали исследовать более слабые и далекие объекты. В
1971 – 1973 годах в Армении также были построены и выведены в космос на
спутниках оптические ультафиолетовые телескопы Орион 1 и Орион 2 для
внеатмосферных исследований астрофизических объектов. В результате
наблюдения телескопом Орион 2 были получены около 1000 спектров разных
астрономических объектов.
Телескопы 2,6 м и 1 м телескоп Шмидта в последнее время находятся на стадии
модернизации для выполнения новых программ исследований. По этой причине на
этих телескопах наблюдения временно приостановлены.
Горяев М.А.
Российский государственный педагогический университет им. А.И. Герцена
Фотография: наука, техника, технология
Photography: science, technique, technology
В работе рассматривается история развития фотографии с 1839 г., когда Л.
Даггер сделал доклад об открытии фотографического процесса на заседании
Парижской Академии наук, до начала XXI века. Развитие фотографии как важной
компоненты культуры человечества тесно связано с развитием науки и уровнем
материальной культуры. В фотографии эффективно использовались передовые
научные идеи в области физики и химии, достижения техники и материального
производства. С другой стороны, успехи фотографии и ее потребности
способствовали появлению новых научных открытий и стимулировали разработку
новых технических устройств и технологий.
В XIX веке после открытия фотографического процесса на галогенидах серебра
развитие фотографии происходило в направлениях совершенствования технологии
синтеза фотографических материалов и процессов их обработки. Принципиальным
было открытие Г. Фогелем в 1873 г. явления спектральной сенсибилизации
галоидосеребряных материалов красителями, что позволило существенно повысить
уровень и расширить спектр их чувствительности. Фотографические материалы
нашли широкое применение как регистрирующие среды для научных исследований,
так и в художественной фотографии. В частности, галоидосеребряные
фотопластинки стали основным регистрирующим материалом в спектральном
анализе, благодаря которому были открыты многие новые химические элементы, и
именно с помощью фотопластинок было обнаружено явление радиоактивности.
Широкому распространению фотографии способствовало изобретение материалов
на пленочной основе.
Развитие фотографии в ХХ веке связано с появлением цветного
фотографического процесса, новых галоидосеребряных материалов с оперативными
процессами обработки типа Polaroid и Dry silver, бессеребряных процессов, прежде
всего, электрофотографии. Рассмотрены достижения в теории фотографического
процесса и расширение областей использования фотографии в различных сферах
человеческой деятельности. Принципиально новым было создание систем
электронной фотографии с ПЗС-матрицами для регистрации изображений, где
эффективно используются достижения физики и технологии полупроводников и
появляются новые возможности в обработке и передачи изображения с
применением современных информационных и коммуникационных технологий.
Проведено сравнение основных характеристик классической галоидосеребряной и
электронной фотографии и обсуждаются перспективы развития фотографических
процессов в XXI веке.
Грибер Ю.А.
Смоленский государственный университет
Оптические эффекты городского пространства постмодерна
Optical effects of postmodern urban space
Важным новообразованием постиндустриальной эпохи становится увеличение
социального значения научно-информационной работы, которое выводит на первое
место в иерархии социальных значимостей информационную элиту.
Элита обладает качеством космополитичности и этим существенно выделяется
на фоне локальности остального народа. Пространство, которое для элиты является
«пространством потоков», в то же самое время остается «пространством мест», в
котором продолжают жить другие социальные группы, образуя структурное
раздвоение между двумя пространственными логиками. В то время как элита
перемещается внутри этих пространств, их внешние оболочки образуют своими
фасадами центр, публичное пространство современного города. С одной стороны,
они доступны каждому, с другой – это владение ими лишь внешнее, кажущееся,
лишь симулякр.
Для того, чтобы отвлечь внимание горожан от локусов элиты, в городском
пространстве используются различные оптические приемы. Особую популярность
приобретают цвета металла, воплощающие идеи стабильности, длительного
существования, вечности и в то же время создающие ощущение легкости. Для
«разрушения» материальности в городское пространство современных городов
переносятся принципы авангардистских экспериментов в живописи, особенно таких
течений, как «оп-арт» и «поп-арт», которые в сочетании с законами больших
пространств, не ограниченные рамками отдельного произведения, дают иные, чем
на плоской поверхности, эффекты. Диагональное наложение красочных композиций
на фасады зданий становится средством, с помощью которого стараются не только
уничтожить традиционное впечатление о тектонике построек, но и создать
собственный климат пространства, сокращая перспективы, разделяя, а иногда и
соединяя отдельные ячейки застройки. Используется также способ «отвлечения
внимания», который реализуется в стремлении подчеркивать роль в городском
пространстве банальных объектов. Часто теперь именно они занимают то самое
важное в городской ткани место, которое раньше предназначалось для специальных
символов поклонения.
Дмитриев И.С.
СПбГУ
Телескопические открытия Галилея.
Galileo's Telescope Discoveries
В конце 1609 г. Галилей начал свои телескопические наблюдения с помощью,
используя «перспективные трубы» с восьми-, а затем с 15-, 18- и 20-кратным
увеличением. Ему удалось сделать ряд замечательных открытий, а именно:
выяснилось, что «Млечный Путь представляет собой не что иное, как скопление
бессчетного множества звезд, расположенных как бы группами; и в какую бы
область ни направить зрительную трубу, сейчас же взгляду представляется
громадное множество звезд, многие из которых кажутся достаточно большими и
хорошо заметными»; были обнаружены спутники Юпитера; оказалось, что «звезда
Сатурна не является одной только, но состоит из 3, которые как бы касаются друг
друга, но между собой не движутся и не меняются»; и, наконец, Галилей пришел к
выводу, что поверхность Луны не является «совершенно гладкой, ровной и с
точнейшей сферичностью, как великое множество философов думает о ней и о
других небесных телах, но, наоборот, неровной, шероховатой, покрытой впадинами
и возвышенностями, совершенно так же, как и поверхность Земли». Галилеевы
акварельные рисунки лунной поверхности, с которых потом делались гравюры для
его сочинения «Sidereus Nuncius» («Звездный вестник») демонстрируют хорошее
владение им искусством disegno и, в частности, приемами chiaroscuro. (Галилей,
замечу, с 1613 г. был членом флорентийской Accademia del Disegno, основанной в
1584 г. Дж. Вазари. В ней живописцы, скульпторы, архитекторы и теоретики
искусства могли встречаться не как члены некой «художественной гильдии», но как
интеллектуалы, собирающиеся вместе, чтобы обсуждать волнующие их вопросы
философии, литературы, искусства и науки. Кроме того, в этой Академии
преподавались анатомия и геометрия (с акцентом на теорию перспективы и технику
chiaroscuro). В 1588 г. Галилей даже намеревался получить там место преподавателя
геометрии, но безуспешно).
Впрочем, сравнение акварелей Галилея с современными фотографиями лунной
поверхности показывает, что первые при всей их кажущейся реалистичности,
сильно искажают видимую картину (причем на гравюрах в «Sidereus Nuncius»
искажения оказались еще более значительными, и у историков нет уверенности, что
это связано исключительно с ошибками или неумелостью гравера). Галилей, в
частности, заметно увеличивает относительные размеры отдельных кратеров, и это
не случайно. Если представить их в реальном масштабе, то, учитывая небольшие
размеры рисунков, передать игру светотени будет труднее и изображение потеряет
свою наглядность. Таким образом, здесь, как выразился биограф Галилея, имеет
место «не телескопическая загадка, а хорошая педагогика» или, что, на мой взгляд,
точнее - Галилей, подготавливая рисунки, выстраивал своего рода
антиперипатетический визуальный нарратив, который должен был последовательно,
от рисунка к рисунку наглядно представлять регулярное (периодическое) изменение
структуры светотени на лунной поверхности, доказывая тем самым ее неровность, а
вовсе не служить картой, отображающей все детали лунной топографии с
фотографической, как бы мы сегодня сказали, точностью. В контексте такой задачи
Галилею было совершенно неважно, в какой пропорции к размерам лунного диска
изображен тот или иной кратер. Луна на рисунках Галилея - это некий модельный
объект, хотя степень абстрагирования от несущественных для галилеева замысла
деталей здесь иная, чем, скажем, в случае диаграммной репрезентации
последовательных положений спутников Юпитера в том же «Sidereus Nuncius».
Довгаленко Н.В.
СГТУ имени Гагарина Ю.А.
Свет в границах логоса и рацио
Light within logos and ratio
Метафизика света начинается с Платона. В его философии бытие
неиссякаемое начало, существующее в пределах тайны (сокрытия). Свет как
онтологическое сопровождение феномена делает сокрытость явной, вводит в
осуществление через смысл (λόγος), «протягивает» бытие, вместе с тем удерживая и
собирая. Раскрытие и разворачивание вещи в своих потенциях есть световой
горизонт. Свет есть представ, т.е. мера обнаружения вещи и мысли друг для друга,
удерживающий их в данном стоянии. Самым известным образом онтологии света
является «Символ пещеры», но у Платона есть и другая метафора. Он представляет
ее как место, «…откуда сверху виден луч света, протянувшийся через все небо и
землю, словно столп… Посредине этого столпа света, свешивающиеся с неба концы
связей: ведь этот свет – узел неба; как брус на кораблях, так он скрепляет небесный
свод. На концах этих связей висит веретено Ананке, придающее всему
вращательное движение» [1, с. 449]. Через переплетение и движение веретена
судьбы свет протягивается лучами времени: прошлым, настоящим и будущим. В их
соединении случается мир. Так свет «ставит» событие в смысловое
самоосуществление.
В новоевропейском переходе к научной форме знания метафизика света
связывается с доминированием рациональности, способности именно человеческого
разума «вводить» предмет в границы смысловой зримости. То, что ранее было
прерогативой бытия и требовало постоянной недосказанности, теперь утверждается
в точности и ясности именно потому, что человеческий ум учреждает вещь в
границах предметности. Он – «проводник» света и ему принадлежит способность
введения в сущее. Это больше, чем метод, это всегда уже раскрытая сфера
деятельности (исследовательский проект). Неклассическая рациональность еще
больше углубляет проблему, замечая, что сфера раскрытости целиком зависит от
субъекта (принцип дополнительности Н. Бора). Свет осознается как инструмент
господства и принуждения, овладевающий бытием особым образом – научным
способом. В постнеклассической рациональности особое внимание уделяется
случайности, неопределенности. Мир рассматривается как синергия (совместное
действие), а предметность возникает как событие, «встреча» субъекта и объекта.
Свет – соразмерность данной встречи. Операциональные величины подтверждают
или опровергают данную со-возможность. Свет снова, но уже самозамыкаясь в ratio,
проявляет ее границы, условия, вероятность и потенциальную бесконечность (квант,
информационный код, фрактал и пр.).
1. Платон Диалоги / Государство. М., НФ Пушкинская библиотека. 2006. 551 с.
Дуплинская Ю.М.
Саратовский государственный Технический университет имени Гагарина Ю.А.
Принцип соотношения неопределенностей в аналитика сознания и языка
The principle of correlation of indefiniteness in the analysis of consciousness and
language
Прослеживается аналогия между принципом соотношения неопределенностей
Гейзенберга и аналитикой сознания в философии экзистенциализма. В точке
«теперь» (актуальное настоящее) энергия и импульс микрообъекта являются
неопределенными. Присмотримся к собственному «Я». «Я» движемся от
воспоминаний, - прошлого, которым «Я» уже не является, - к проекту, - будущему,
которым «Я» еще не является. Миг настоящего всегда «проскальзывается». С.
Кьеркегор описывает темпоральность сознания в эссе с характерным названием
«Несчастнейший». Несчастный – это тот, кто не живет в настоящем времени. Одна
разновидность несчастных существ – те, которые всегда в «прошлом», то есть живут
воспоминаниями. Другая – те, которые всегда «в будущем», то есть живут мечтами.
«Несчастнейший» же – это синтез первого и второго. Он живет воспоминаниями о
прошлом, но в прошлом он лишь мечтал о будущем. Мечты же его, в свою очередь,
содержали лишь проекты исправления неудач прошлого. В последующем развитии
экзистенциализма Кьеркегоровский персонаж, перерастая рамки курьезного
прецедента,
трансформируется
в
универсальную
темпоральную
схему
феноменологии сознания. По Сартру, самое существо сознания состоит в
непрерывной «игре смещения», в которой ничто не совпадает с собой, все фатально
ускользает от себя, находится всегда «в другом месте», никогда не попадая в
настоящее время. Далее сходная темпоральная схема, - но уже не в столь
трагических интонациях, - воспроизводится в постструктуралистской философии
языка. Фатальное несовпадение между «означаемым» и «означающим», фактически,
понимается в том же русле темпоральности кьеркегоровского «Несчастнейшего».
Неуловимость «означаемого» обусловлена непрерывными взаимоотсылками с
«означающим»: в будущее из прошлого, в прошлое из будущего, при вечном
ускользании настоящего. Присутствие смысла сравнивается с сюжетом из «Алисы в
Зазеркальи»: «варенье на завтра и варенье вчера, но не сегодня». Фактически, в той
же темпоральной схеме, только без трагических интонаций, описывается
существование микрообъектов в квантовой физике. Микрообъект постоянно берет
«в кредит» энергию и импульс в масштабах времени, которые не выходят за рамки,
определяемые принципом соотношения неопределенностей Гейзенберга. Квантовый
хаос состоит из бесконечных «займов» и «платежей по займам»: у будущего для
прошлого, а у прошлого – для будущего. Чем не «Несчастнейший» С. Кьеркегора,
воспоминания которого авансируются из мечтаний, а мечтания – из воспоминаний?
Зверев В.А.
СПб НИУ ИТМО
История формирования русской научной школы проектирования оптических
систем
Школа вычислительной оптики в России была создана на основе классической
немецкой оптики трудами члена-корресп. АН СССР Тудоровского Александра
Илларионовича и выдающегося физика члена-корресп. АН СССР профессора
Игнатовского Владимира Сергеевича. При этом важно отметить заслуги Владимира
Сергеевича по практической оптике. Среди учеников В.С. Игнатовского, прежде
всего, следует назвать заслуженного деятеля науки и техники РСФСР, д.т.н.,
профессора Чуриловского Владимира Николаевича и заслуженного деятеля науки и
техники РСФСР, лауреата Ленинской и Государственных премий, д.т.н., профессора
Русинова Михаила Михайловича. Наряду с созданием оптических систем общего
назначения В.Н. Чуриловский и М.М. Русинов впервые в России приступили к
разработке аэрофотосъёмочных объективов.
Главное жизненное кредо М.М. Русинова, унаследованное им от своего
учителя, состояло в том, что в науке надо идти своим путём, не занимаясь слепым
копированием и не боясь начинать всё с нуля. Такая жизненная позиция
способствовала тому, что уже в 1934 году М.М. Русиновым был создан первый в
мире широкоугольный ортоскопический объектив “Лиар–6”, получивший весьма
высокую оценку его учителя В.С. Игнатовского. В 1938 году М.М. Русиновым было
открыто явление аберрационного виньетирования. Однако, выдающееся значение
имело не столько само это открытие, сколько эффективность его применения.
Используя это открытие, М.М. Русинов впервые в мировой практике создал ряд
аэросъёмочных фотографических объективов типа «Руссар» с угловым полем в
пространстве предметов, равным 1200  1300. За разработку объективов типа
“Руссар” пяти поколений М.М. Русинов удостоен четырёх Государственных и
Ленинской премии.
Оригинальность решения поставленной задачи никогда не была самоцелью
творчества Михаила Михайловича. И, тем не менее, найденные им конструктивные
решения оптических систем были, как правило, оригинальны. Всё дело в том, что
при поиске конструктивного решения оптической системы любого назначения
применение каждого элемента оптической системы должно быть обосновано, не
должно быть в системе ничего лишнего. При естественной простоте этого принципа
его применение на практике требует глубокого понимания сути решаемой задачи и
знания габаритных и аберрационных свойств элементной базы, используемой при
построении конструкции оптических систем. В этом легко убедиться, листая
страницы многочисленных учебных пособий и монографий Михаила Михайловича.
М.М. Русинов впервые предпринял систематическое изучение аберрационных
свойств отдельных элементов оптической системы (поверхностей, одиночных линз,
поверхностей склейки линз, воздушной прослойки и т.д.) в области реальных полей
зрения и числовых апертур.
Развивая идеи синтеза как принципа создания рациональной конструкции
оптической системы, он ввёл понятие базового элемента оптической системы и
принцип построения её путём последовательного развития, основанного на
постепенном введении необходимых коррекционных элементов. Такой подход к
разработке конструкции оптической системы выгодно отличается от других тем, что
позволяет избежать введения в систему лишних элементов. "Следует заметить, –
пишет М.М. Русинов в книге "Композиция оптических систем" – что
удовлетворение требований, предъявляемых к разрабатываемой оптической
системе, во многих случаях может обеспечиваться различными принципиальными
схемами, что свидетельствует о существовании нескольких возможных решений.
Следовательно, создание той или иной оптической системы нельзя сводить лишь к
синтезу её из ряда выбранных конструктивных элементов, то есть необходим более
широкий подход, который может быть назван композицией оптических систем."
Результаты исследований, выполнявшихся М.М. Русиновым на протяжении
многих десятилетий (начиная с 30-х годов прошлого века) по сути дела определили
создание русской оптической школы композиции оптических систем. Эта школа
трудами её создателя Михаила Михайловича Русинова и его учеников прошла
стадию становления и продолжает успешно развиваться.
Иванова И.Н.
СПб НИУ ИТМО
У истоков силовой оптики
At the origins of Power optics (in memory of Alexei Mikhailovich Bonch-Bruevich)
В 1960 году после появления первого лазера на рубине в мире начался
лазеростроительный бум. А.М. Бонч-Бруевич, известный работами в области
радиоэлектроники в это время, проводит работы по люминесценции, т.е. свечению
газа, жидкостей, твердых тел под действием тех или иных возбуждающих факторов,
разрабатывает новые радиоэлектронные методы исследования люминесценции,
которые плавно переходят в лазеры.
В этот период в его лаборатории в ГОИ впервые были достигнуты энергии
излучения 1000-1500 Дж., создается лазер на неодимовом стекле, а с 1964 г.
начинается его серийный выпуск, т.е. раньше промышленных выпусков подобных
лазеров за рубежом.
Впервые в СССР в лаборатории Бонч-Бруевича были начаты систематические
исследования взаимодействия мощного оптического излучения с веществом. Он
писал: «В шестидесятых годах стало ясно, что это очень актуальное направление,
представляющее общенаучный интерес и открывающее широкое поле для
исследовательских работ. Оно также было важно для решения практических задач.
С появлением лазеров, было установлено, что нет такого вещества, поглощающего
оптическое излучение или прозрачного, структура которого не подергалась бы
изменению под действием интенсивного оптического излучения. Нет такого
материала, который не разрушался бы достаточно интенсивным лазерным
излучением. Что, с одной стороны, ограничивало возможности наращивания
мощности самих лазеров и построения лазерных систем с их использованием, а с
другой – открывало широкие возможности технологических применений лазеров.
Исследования физики такого, как мы его назвали «силовое действие» оптического
излучения, развитие «силовой оптики» и стали на много лет направлением нашей
работы. Предложенное нами наименование нового раздела оптики (точнее
фотофизики) вошло в справочники. Отсюда и наименование нашей школы –
«Взаимодействие мощного оптического излучения с веществом. Силовая оптика»
(зарубежный аналог “High power optics”)».
Ильинский Р.Е., независимый исследователь
Ilinsky R.Ye., independent researcher
Задача синтеза оптической системы с заданным значением сферической
аберрации третьего порядка в первом томе "Диоптрики" Л. Эйлера
Problem of synthesis of optical system with a given value of a spherical aberration of
the third order in the first volume of "Dioptricae..." of L. Euler
Три тома "Диоптрики" являются наиболее объемным трудом Л. Эйлера по
геометрической оптике и теории оптических инструментов. В третьей главе первого
тома "Диоптрики" рассматривается задача синтеза: определение конструктивных
параметров таких тонких двух-, трех- и четырехлинзовых систем, у которых
параксиальные характеристики и сферическая аберрация третьего порядка равны
заданным значением. Как толщины линз, так и расстояния между линзами в третьей
главе считаются бесконечно малыми. При синтезе оптических систем Л. Эйлер
особое внимание обращает на устойчивость величины сферической аберрации
третьего порядка к малым отклонениям конструктивных параметров от
номинальных значений. Поэтому в третьей главе для оптической системы в целом и
для входящих в оптическую систему линз и компонентов рекомендуется соблюдать
условие локального минимума сферической аберрации третьего порядка. В конце
третьей главы Л. Эйлер обобщает результаты, который были получены для систем
из двух, трех и четырех линз, на оптическую систему из произвольного числа линз.
В Дополнениях I и II, которые относятся к третьей главе, показано, что условие
исправления хроматизма положения в тонких двух- и трехлинзовых системах
несовместимо с условием обеспечения локального минимума сферической
аберрации третьего порядка для каждой отдельной линзы и/или компонента.
Автор доклада считает, что в современных курсах прикладной оптики задача
расчета оптической системы из тонких соприкасающихся линз, каждая из которых
рассчитана на минимум сферической аберрации третьего порядка, должна носить
название ''задача Эйлера''.
Казачевская Т.В. ИПГ, Иванов-Холодный Г.С. ИЗМИРАН, Нусинов А.А. ИПГ,
Гонюх Д.А. НПО «Тайфун»
Измерение коротковолнового ультрафиолетового излучении Солнца
термолюминесцентным методом в период с 1961 по 2005 годы.
Measurement of shortwave ultraviolet radiation of the Sun by a thermoluminescence
method in the period from 1961 to 2005.
1. Излучение Солнца в крайней ультрафиолетовой (КУФ) и рентгеновской
области спектра является важнейшим факторам, определяющим состояние верхней
атмосферы и ионосферы Земли. Исследования его весьма важны для понимания
физических процессов, протекающих на Солнце, и для расчётов характеристик
верхней атмосферы и ионосферы, могут служить дополнительным средством
прогноза радиационной опасности. Излучение в этой области спектра полностью
поглощается атмосферой на высотах 90-100 км, поэтому систематические
наблюдения принципиально возможны только приборами, установленными на
искусственных спутниках Земли (ИСЗ), космических аппаратах (КА). Потоки в
видимой области спектра Солнца на 4-6 порядков выше, чем в КУФ - области. Это
предъявляет требования к устранению длинноволнового излучения с помощью
дополнительных элементов, фильтров, и селективных приёмников.
2. В России в Институте прикладной геофизики с 1961 г проводились
исследования ультрафиолетовой (λ< 130 нм) области спектра Солнца аппаратурой,
где в качестве детектора использовался термолюминесцентный фосфор CaSO4
(Mn)..Под действием излучения λ< 130 нм происходит возбуждение молекул
CaSO4(Mn) и затем при нагревании переизлучение в видимой области спектра λ=500
нм. Существенно, что фосфор Ca SO4(Mn), нечувствителен к длинноволновому
излучению в области λ> 130 нм и обладает высокой стабильной чувствительностью
в коротковолновой области спектра.
3. Для исследования излучения Солнца в области спектра λ< 130 нм с была
изготовлена аппаратура «ФОСФОР» и «СУФР» - «Солнечный ультрафиолетовый
радиометр». Измерения проводились на ракетах до высоты 200 км в 1961- 1970 гг,
на ИСЗ «ПРОГНОЗ 7-10» в 1978- 1985 гг; на ИСЗ «ИНТЕРБОЛЛ_1» в 1995-1996 гг;
КА «ФОБОС» в 1988-1989гг; на ИСЗ «КОРОНАС-И» -1994 г; ИСЗ «Электро» 19951998гг, «КОРОНАС-Ф»-2001-2005 гг..
Получены данные о потоках КУФ их вариациях для разных фаз солнечного
цикла, о периодических 27- дневных вариациях, вызванных вращением Солнца, и
изменениях от дня ко дню. В эпохи минимума солнечной активности в области
λ<130 нм поток составлял I(λ<130) = 7.5 эрг·см-2c-1, а в период максимума в области
λ<130 нм в среднем I(λ< 130) = (11-13) эрг·см-2c-1. Получены данные измерений
КУФ излучения солнечных вспышек.
Караваев Э.Ф.
СПбГУ
Зрительное измерение разума, оптика, познание
The visual dimension of reason, optics, cognition
1. Измерение разума, которое можно назвать «способностью к
пространственному видению и воображению», на протяжении всей истории
человеческого познания и материально-практической деятельности людей играет
фундаментальную роль. Оптика является неотъемлемой частью «физики», в самом
общем смысле слова, и имеет исключительно важное значение для теории познания
и философии в целом («метафизики»).
2. Очевидно, «зрительное измерение» разума не заменяет собой другие его
«измерения»; но очень многие сведения, доставляемые нашему сознанию благодаря
деятельности разума в других его «измерениях», дополняются и становятся более
убедительными (и, по-видимому, более полными), будучи подкреплёнными
примерами, которые конструируются с помощью нашей зрительной способностью к
представлению воображаемых наглядных моделей. (У Платона в «Меноне» даже
такой серьёзный тезис, каким является положение о «знании как припоминании»
подкрепляется Сократом посредством простых геометрических построений. Не
менее выразительным, в теоретико-познавательном отношении, является и
пояснение на примере «людей в пещере» соотношения между «миром видимым» и
«миром умопостигаемым» в «Государстве».)
3. В настоящее время научные дисциплины, связанные с исследованиями форм
мышления, широко используют визуальные «знаковые модели» - например, в
символической логике, кроме традиционных «кругов Эйлера», строятся, в
«семантике возможных миров» наглядные древовидные структуры.
4. Издавна применяются в познании приборы. Они «усиливают» имеющиеся у
нас познавательные способности и, кроме того, дополняют их, обеспечивая такие
«каналы взаимодействия» с миром, которые непосредственно нашим органам чувств
недоступны (например, магнитное поле или радиация). Фактически, - вспомним, о
шкалах! – без оптики (и зрительного измерения разума) у нас этого бы не было.
Кроме этого, вряд ли без неё возможно и формулирование количественных понятий.
5. Благодаря достижениям теоретической и прикладной оптики в настоящее
время осуществимы самые разнообразные исследования и разработки не только в
области макромира, но также и мегамира (астрофизика) и микромира
(нанотехнологии). И внутренний мир самого человека тоже стал намного более
доступным для исследований, - благодаря применению инструментов, в создание
которых оптика вносит существенный вклад.
Ковальская А.А. 1, Коскин С.А. 1, Шелепин Ю.Е. 2, Пронин С.В. 2, Хараузов А.К. 2,
Вахрамеева О.А. 2
1
ФГКВОУ ВПО "Военно–медицинская академия им. С.М. Кирова" МО РФ, СанктПетербург
2
Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН, Санкт-Петербург
Инфракрасная окулография в офтальмологической практике
Infrared oculography in ophthalmological practice
Движения глаз обеспечивают нормальную работу зрительного анализатора и
являются одним из важнейших механизмов, который лег в основу диагностически
значимых методов исследования зрительных и глазодвигательных функций.
Цель настоящего исследования заключалась в том, чтобы оценить
диагностические возможности инфракрасной окулографии в офтальмологической
практике. Для этого были решены две задачи. Определена оптимальная скорость
стимуляции для вызова оптокинетического нистагма со статистически значимой
амплитудой саккад. Разработаны методы объективной визометрии на основе
возникновения и подавления оптокинетического нистагма с помощью новых
технологий инфракрасной окулографии. Определить информативность созданного
метода при различных состояниях органа зрения.
Результаты. Разработан объективный метод исследования остроты зрения,
основанный на технологии инфракрасной окулографии и предпочтительном
разглядывании тестовых изображений. Метод позволяет с высокой точностью
количественно оценить степень выраженности функциональных нарушений органа
зрения. На основе инфракрасной объективной окулографии были выявить случаи
симуляции, аггравации и диссимуляции. Особый интерес представляет результат
исследования функционального состояния глазодвигательных мышц при
паралитическом косоглазии.
Заключение. На основе новых информационных технологий, инфракрасной
техники разработаны новые алгоритмы неинвазивных, простых в применении
методов исследования органа зрения в клинической практике.
Koltovoi N.A.
“Labmetod” firms
Виртуальный музей истории микроскопии.
Virtual museum of the history of microscopy.
It was created “Microscope History Data Base”. It was collected images of antique
and new microscopes from difference firms, from difference country. It is a Virtual
Museum of Microscope History, Virtual Microscope Collections. To assemble a collection
of real microscope is difficult, solved a simpler task - to build a collection of images of
different microscopes and their components. Virtual Museum is a database, which
includes photographs of microscopes with brief data on each microscope: in which country
and which city created a microscope, who made it (microscope makers), the name of the
model of the microscope, the microscope serial number, year of creation of the
microscope. More than 21,000 photos of different models of microscopes in Data Base -
from 1619 to 2013 year. Microscopes presented the following countries: Australia,
Austria, Belarus, Canada, China, Czech, Denmark, England, France, Germany, Holland,
Hungary, India, Italy, Japan, Poland, Russia, Spain, Sweden, Switzerland, Ukraine, USA.
Specifically studied Germany ( 195 makers, 3.370 microscope) and Holland (29
makers and 154 microscope) microscope makers. From Germany – Leitz (912
microscopes), Zeiss (839 microscopes). From Holland - Leeuwenhoek Antony (Delft),
Musschenbroek Johan Joosten Van (Leyden), Reinks S.J. (Leyden), Paauw Jan (Leyden),
Lommers Jacob (Utrecht), Kleman J.M.&Son (Amsterdam), Jansen Zacharias
(Middelburg).
Коротаев В.В., Мальцева Н.K.
Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет
информационных технологий, механики и оптики
История образования в области прикладных разработок в военной оптике
The History of Education in Applied Military optics
В 1908 г. А.Л. Гершун – «единственный человек в России, который в то время
мог помочь оптическому делу встать на ноги», как характеризовал его впоследствии
А.Н. Крылов, - возглавил оптическое отделение Обуховского завода. Его
помощником стал талантливый инженер Константин Евгеньевич Солодилов.
Позже в 1932 году Сергей Иванович Фрейберг - заведующий кафедрой Оптикомеханических приборов Ленинградского института точной механики и оптики
(сегодня известного как Санкт-Петербургский национальный исследовательский
университет информационных технологий, механики и оптики) пригласил
К.Е. Солодилова (инженера, начальника оптического отдела (1907-30) Обуховского
сталелитейного завода). в этот вуз для преподавания курса по военным оптическим
приборам
С.И. Фрейберг (1887 - 1957) - профессор крупный специалист и организатор
оптико-механической промышленности, специалист по сборке и юстировке
оптических приборов, главный инженер Всесоюзного объединения оптикомеханической промышленности (ВООМП) 91930-1933), технический директор
Ленинградского оптико-механического завода (1933-1937). С 1939 по 1947 год заместитель начальника 2-го Главного управления Народного комиссариата
вооружений (одного из центральных органов управления в СССР, действовавших с
января 1939 г. по 1946 г., контролировавший оснащение РККА практически всеми
видами вооружения).
Именно по инициативе С.И. Фрейберга и при непосредственном участии
К.Е. Солодилова в ЛИТМО в 1938 году была создана кафедра Военно-оптических
приборов (сегодня кафедра носит название Оптико-электронных приборов и систем
НИУ ИТМО), где в первые годы Великой Отечественной войны под руководством
профессора С.Т. Цуккермана был разработано прицельное устройство для зенитной
и авиационной артиллерии, принятое на вооружение. К.Е. Солодилов - профессор,
инженер-конструктор ЦКБ Всесоюзного объединения оптико-механической
промышленности (ВООМП) и Государственного оптического института (ГОИ)
(1930-38) стал заведующим кафедрой Военно-оптических приборов (1938-41) и
основоположником научной школы «Оптико-электронное приборостроение» НИУ
ИТМО.
Крылов А.К.
Санкт-Петербургская Академия художеств
Русская икона – живопись света
Russian icon – painting of light
Нам неизвестен исторический возраст человечества, а потому и историческая
древность оптических знаний. В области живописи мы можем лишь предположить,
опираясь на сохраненные памятники, возникновение прикладной оптики как
способа научного познания и реалистического изображения видимого мира в эпоху
расцвета древней греческой цивилизации, вошедшей в плодотворный культурный
контакт с Египтом и его мудростью. То есть во времена, последующие завоевания
Египта великим Александром, во времена эллинизма.
Живописные памятники эпохи свидетельствуют, что внятное реалистическое
воспроизведение видимого «божьего» мира в живописи отличается появлением
таких, небывалых ранее, живописных принципов, которые позднее назвали
колоритом.
Здесь подразумевается закономерный порядок красок и, в первую очередь,
окрашенность освещенных световым потоком предметов в теплый или холодный
оттенок, придающая всей поверхности изображения некий гармонизирующий,
обобщающий цветовой тон, так называемый средний тон живописи.
Постигая эту тайну, живописцы позднего времени откроют в живописи
сложные системы валёров, придающих особую красоту и таинственность картинам.
Во-вторых, эллинистической живописи присущи черты спектрального
контраста в гармонии красок, - гармонии, основанной на последовательности
расположения цветов в «священной дуге Бога Ра». Божественная радуга становится
эталоном для живописцев, выстраивающих свои красочные гармонии.
Характерно, что научный поиск М.В. Ломоносова всегда сопряжен с красотой
художественных гармоний, поэзии и живописи, оптическую суть которой он вновь
прозрел в своих мозаиках, открывая путь будущим поколениям.
Древняя живопись всегда имела характер сакральной, поэтому указанные черты
отличают храмовую живопись эллинистической поры. Это живопись света, иными
словами, это некий оптический реализм, совокупность черт которого особенно ясно
выражена в мозаиках.
Признаки такой живописи свято хранит великая Византия, а до наших дней, в
наиболее полной мере, священная живопись света сохранена русским народом в его
любимой иконописи.
Ларионов Н.П., Лукин А.В., Мельников А.Н.
ОАО «НПО «Государственный институт прикладной оптики», г. Казань
Осевые синтезированные голограммные оптические элементы: история
развития
Axial computer-generated hologram optical elements: history of development
Осевые синтезированные голограммные оптические элементы (СГОЭ)
являются важной составляющей элементной базы современного оптического и
оптико-электронного приборостроения, где они выполняют функции либо
образцовых элементов и компенсаторов (контрольно-диагностическая аппаратура),
либо силовых элементов (лазерная оптика, корректоры хроматических аберраций).
В 1970-х гг. на основе использования осевых СГОЭ в Государственном институте
прикладной оптики (ГИПО) кардинальным образом была решена проблема
контроля практически всех видов асферических поверхностей (АП). В последние
годы применение аппаратуры различного назначения, в которых содержатся СГОЭ
(фото- и видеооптика, контрольно-юстировочные установки, оптические системы
сотовых телефонов, оружейные прицелы и т.п.), резко возрастает, расширяется их
рабочий спектральный диапазон, увеличиваются их объемы изготовления и
номенклатура.
В докладе анализируется история развития осевых СГОЭ, которую можно
условно подразделить на три этапа. В пределах первого этапа были
сформулированы и подтверждены экспериментально основополагающие принципы
преобразования волновых полей с помощью осевых дифракционных структур
(Френель, Сорэ, лорд Рэлей). Второй этап в целом связан с пионерскими работами Р.
Вуда. Он, по существу, изготовил первую рельефно-фазовую бинарную голограмму
с высокой дифракционной эффективностью в тонком прозрачном слое желатины,
нанесенном на стеклянной подложке. Толщина слоя обеспечивала сдвиг фазы на
величину  между соседними френелевскими зонами. Третий этап, связанный с
последовательным переходом на промышленное освоение СГОЭ, начался с
возникновением лазеров. В первых зарубежных и отечественных работах были
рассмотрены возможные пути синтеза и применение как осевых синтезированных
голограмм, так и – внеосевых, в том числе с использованием метода
фотолитографии с фотографическим уменьшением расчетного голографического
поля, представлены образцы демонстрационных элементов – киноформов.
Важнейшее достижение третьего этапа – демонстрация возможности, определение
целесообразности и утверждение предпочтительности применения осевых СГОЭ
для контроля АП.
Рассматриваются роли ОАО «НПО ГИПО», Института автоматики и
электрометрии СО РАН, Государственного оптического института им. С.И.
Вавилова, Пензенского государственного университета архитектуры и строительства
в становлении и развитии научно-технологического направления осевых СГОЭ.
Обсуждаются новые прикладные разработки по этой тематике.
Логунова Е. В., Шелепин Ю.Е.
Санкт-Петербургский государственный университет.
Восприятие изображений реальных и виртуальных объектов и сцен с
различными статистическими и пространственно-частотными
характеристиками.
Perception of images of real and virtual objects and scenes from various statistical
and spatial-frequency characteristics.
Задача исследования – выявить значение пространственно-частотных
характеристик в спектре изображения, которые являются определяющими для
принятия решений в заданных условиях программирования действий индивидуума.
Основной объект исследования изображения виртуальных сцен. Виртуальная сцена
- это изображение, являющееся проекцией искусственно синтезированного
пространства, представленного в виде цифровой модели. Изображение прошедшее
цифровую обработку – может содержать изображения как полностью
синтезированных, так и реально существующих объектов. Цифровой синтез и
цифровая обработка изображения реальных сцен позволяет определить их точные
количественные характеристики. Как синтезированные виртуальные сцены, так и
цифровые фильтрованные изображения реальных сцен отличаются степенью
сложности и количеством синтезированных объектов. Модель синтезированной
сцены строится цифровым методам и является фрагментом искусственной
виртуальной среды. В такой сцене можно управлять всеми параметрами
изображения, т.е. контролировать сигналы, стимулирующие зрительный мозг.
Выявлена взаимосвязь между полностью синтезированными виртуальными сценами
и виртуальными сценами, состоящими из реально существующих объектов. Для
организации поведения человека важно содержание сцены и смысл ее объектов.
Иными словами человеку для организации поведения важно в сцене выделить
символы и знаки, имеющие биологическое или социальное значение. Если
основным объектом таких сцен становится человек или группа людей на первый
план выходят паттерны невербальной коммуникации, в частности мимика. При этом
актуальным сразу же становится вопрос о работе системы зеркальных нейронов при
восприятии мимики синтезированных объектов. Особый интерес представляет
изучение работы зеркальных нейронов при восприятии сцены, состоящей из группы
людей (как синтезированных, так и реально существующих). В докладе
рассмотрены принципы взаимодействия теменной коры, осуществляющей
ориентацию человека в пространстве, височной осуществляющей распознавание
объектов, с лобными отделами, обеспечивающими принятие решений.
Медведев Б.А.
Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского
Оптические аналогии и метафизика света в архитектонике сознания
Optical analogies and metaphysics of light in architectonics of consciousness
Каким образом, концепции детерминизма и индетерминизма, квантовый
характер микромира и спектр квазиклассических реальностей в многомировой
интерпретации Эверетта отражаются в структуре сознания? Не происходит ли это
отражение уже по той причине, что сознание, согласно Юнгу представляет
дискретный феномен и «подобное познаётся подобным»? В этом контексте
обсуждается проблема сообразности гипотетической модели сознания моделям
микро и макромира. Рассматривается подобие дискретно-континуальной структуры
сознания квантовому спектру электрона в атоме. Антропокосмоцентрическая
модель психологической структуры личности представляется в виде дискретного
набора уровней сознания, сходящихся к нижней границе континуального спектра
архетипов коллективного бессознательного. Используются квантово-оптические
аналогии с вероятностями спонтанных и индуцированных переходов электронов в
атомах и молекулах. Модель дает возможность описания интуитивных процессов в
мышлении в виде «квантовых» переходов с переносом прообразов знания из
континуума коллективного бессознательного на один из вакантных уровней
творческого состояния сознания.
В предположении, что в эволюции человеческого сознания имеет место
тенденция к самосохранению его нравственной составляющей, следуя
категорическому императиву И. Канта, и этике А. Швейцера мы полагаем: этот мир
может быть голономным только благодаря нравственным началам – сохранению
великого малым, макрокосма микрокосмом. Согласимся: жизнь чуждается
логических форм, «метафизика реализует себя в этических отношениях» /Э.
Левинас/. В связи с этим в нашу модель, с одной стороны мы вводим уровень
нравственного сознания, с другой – понятие коллективного бессознательного Юнга
расширяется нами до понятия космического бессознательного, скрывающего в «Я»
всю историю вселенной.
Полагая, что расширяющаяся сфера сознания является прообразом
расширяющейся вселенной, мы переходим к подобию сферы сознания сфере
метафизического света Роберта Гроссетеста. «Витрувианский человек» Леонардо да
Винчи в метафизическом свете Гроссетеста, или в пневматосфере П. Флоренского
представляется нами как символ архитектоники нравственного сознания и, как
символ этической парадигмы просвещения, разработанной автором ранее.
Минько А.А., Могильный В.В., Пицевич Г.А., Последович М.Р., Умрейко Д.С.,
Шундалов М.Б.
Белорусский государственный университет, Минск, Беларусь
Физическая оптика в Белорусском Государственном Университете
Physical optics in Belarusian State University
Кафедра физической оптики – одна из старейших кафедр физического
факультета Белорусского государственного университета – была открыта в 1953 г.
по инициативе академика АН БССР А.Н. Севченко, ученика С.И. Вавилова. Тогда
же были начаты систематические научные исследования в области физической
оптики, которые за 60 лет, прошедших с момента основания кафедры, давно
перешагнули формальные границы этой области знаний.
В настоящее время на кафедре физической оптики ведётся научная работа по
следующим направлениям: спектроскопические и электрооптические свойства
жидких кристаллов (ЖК); создание систем отображения информации и модуляции
оптического излучения на основе ЖК; формирование, распространение и
взаимодействие с веществом когерентных световых пучков и импульсов; разработка
быстродействующих многоканальных систем регистрации оптического излучения
ИК-диапазона; фотофизика и фотохимия стеклообразных полимеров; создание
новых фоточувствительных полимерных материалов для голографии и других
оптических технологий; спектроскопия структурно-нежёстких соединений;
квантовая химия органических и урансодержащих соединений; разработка
уникальных спектральных приборов и оптическое приборостроение; исследование и
целенаправленный синтез новых органических и неорганических соединений,
полимерных
и
теплоизолирующих
материалов;
оптика
наноструктур
(наноматериалов) и нанотехнологий.
За 60 лет на кафедре физической оптики подготовлено свыше 1100
специалистов-оптиков, многие из которых стали академиками, членамикорреспондентами НАН Беларуси, докторами и кандидатами наук, руководителями
различного ранга в учреждениях, организациях и на предприятиях Республики
Беларусь. Результаты исследований в области физической оптики нашли множество
научных и практических применений.
В настоящем докладе рассматриваются этапы становления и развития кафедры
как учебного и научно-исследовательского подразделения, прослеживаются
исторические и научные взаимосвязи между поколением физиков-основателей
оптического направления в БГУ и нынешними преподавателями и научными
сотрудниками кафедры.
Моисеева Т.М.
Российское отделение Международной ассоциации научно- технических музеев
(SIMUSET)
Оптические приборы и инструменты в собрании Петровской Кунсткамеры
первой половины XVIII в
Optic instruments in the collection of peter the great' Kunstkamer
Важной составляющей собрания Петровской кунсткамеры, первого публичного
универсального музея России, была "сайнтифика" (scientifica) – коллекция научных
приборов и инструментов, которая стала практически основной инструментальной
базой Академии наук в начальный период ее истории в первой половине XVIII в.
Оптические приборы составляли заметную часть первоначального
коллекционного фонда научного инструментария, насчитывавшего более 800
приборов в разных подразделениях Кунсткамеры: Императорском кабинете,
Обсерватории, Физическом кабинете, Анатомическом театре. Среди личных вещей
Петра I в Императорском кабинете хранились, в частности, микроскопы Левенгука и
мастерской Мюссенбруков, а также зрительные трубы французских и английских
мастеров. В инструментарий Обсерватории входили как стационарные, так и
переносные зрительные трубы разных размеров, а также различные детали к ним:
множество стекол, объективов, окуляров. В Физическом кабинете в разделе
"Оптика" находились бинокли, подзорные трубы, 3 камеры-обскуры, "глаз
искусственный, заключенный в слоновую кость", микроскопы разных систем
работы Мюссенбрука, Кальпеппера и др., зеркала различных форм, оптические
стекла, зажигательные стекла, включая знаменитую линзу Э. Чирнгауза.
Все инструменты хранились на определенных местах в двух зданиях
(Кунсткамере и дворце Прасковьи Федоровны). В Кунсткамере была выделена одна
затемненная комната "обитая черным сукном" специально для хранения оптических
инструментов и работы с ними. На башне Кунсткамеры, в верхней обсерватории
была оборудована камера-обскура с соответствующим инструментарием для
наблюдения за солнечным затмением.
Руководители соответствующих подразделений не только пользовались
инструментами музейного собрания "сайнтифики"(scientifica) для проведения и
демонстрации опытов, но занимались также их учетом, описанием и
систематизацией, что легло в основу изданного в 1741г. первого каталога, дающего
представление о составе ранних коллекций научного инструментария Петровской
кунсткамеры, многие из которых время не пощадило, но которые, безусловно,
сыграли существенную роль в становлении экспериментальных наук в стране, в
частности, оптики.
Моисеенко Г.А. 1, Логунова Е.В. 2, Пронин С.В. 1, Шелепин Ю.Е. 1,2, Чихман В.Н. 1
1
Институт физиологии им. И. П. Павлова РАН, Санкт-Петербург,
2
Санкт-Петербургский государственный университет
Исследования взаимосвязи оптических и семантических свойств изображений
Investigations of relationship between optical and semantic properties of images
Цель – изучить взаимосвязь оптических и семантических свойств изображений
в задачах классификации объектов. Для достижения цели применили
электрофизиологические методы - когнитивные вызванные потенциалы, их
амплитуды, во многом определены физическими свойствами стимулов. Поэтому
применили методы иконики - цифровой обработки и синтеза изображений.
Синтезировали 90 тестовых изображений. Из них половина принадлежала к одному
классу объектов, а другая к другому, т.е. имели разное семантическое значение для
наблюдателя. Затем использовали оптимальную для наших задач полосовую
вейвлетную фильтрацию в высоко - и в низкочастотном диапазонах. Получили два
набора тестов. Спектр 90 изображений был сдвинут в область высоких и у этих же
90 изображений в область низких пространственных частот. Изображения
предъявляли на профессиональном электронно-лучевом мониторе «Sony».
Осуществили коррекцию гамма функции экрана. Для регистрации когнитивных
вызванных потенциалов применили энцефалограф «Мицар-ЭЭГ-201». Обработку
осуществляли с помощью программы WinEEG. Электроды располагали по системе
10-20. Наблюдатели – 43 добровольца были в возрасте от 20 до 38 лет. На основании
вычисления статистической значимости компонентов от характеристик стимуляции,
установили достоверные различия по амплитуде компонентов когнитивных
вызванных потенциалов на стимулы, отличающиеся пространственно-частотному
диапазону практически во всех отведениях. При задаче наблюдателю различать
стимулы по семантике, и осуществлять сравнение откликов на стимулы, тоже
отличающиеся по семантике, нами были выявлены отличия амплитуд вызванных
потенциалов во фронтальной и в височной коре. Если изменить задачу перед
наблюдателем - отличить размытые изображения от не размытых, но при обработке
сравнивать отличия амплитуд когнитивных вызванных потенциалов на стимулы,
отличающиеся по семантике, то по амплитуде будут выявлены отличия в теменной
и в височной коре. Выводы: установлено разное соотношение амплитуды и фазы
основных компонентов когнитивных вызванных потенциалов в разных отведениях,
на стимулы, имеющие разное семантическое значение и имеющие разные
оптические характеристики (пространственно-частотный спектр). С помощью
изменения задачи поставленной перед наблюдателем удалось идентифицировать
параметры компонентов когнитивных вызванных потенциалов, отражающих
оптические и отражающие семантические свойства изображений.
Музыченко Я.Б.
СПб НИУ ИТМО
Гномоны и мегалиты: художественные символы или визирные устройства?
Gnomons and Megaliths: art-objects or viewfinder devices?
Гномоны являются первыми оптическими инструментами для осуществления
ориентации в пространстве и во времени. Они использовались и как стационарные
сооружения, и как переносные устройства. Назначением гномонов было
фиксирование во времени особых астрономических событий, определяемых
расположением Солнца на небосводе, и определение текущего времени с точностью
до нескольких минут.
Известны изображения жрецов Междуречья, держащих шесты с
кольцеобразными предметами. Символы Солнца и Луны, изображенные там же,
позволяют трактовать эти приспособления как визирные устройства, в виде
замкнутой или полузамкнутой апертуры, укрепленной на высоком стержне. Такого
рода приспособления, как правило, являлись символами богов, что указывает на ту
важнейшую роль, которую придавали древние наблюдению за небом. Разнообразие
символических посохов и носимых на шестах знаков и их определенные формы не
оставляют сомнений в их предназначении для визирования астрономических
объектов.
Шумерские стержни с загнутыми вверх концами напоминают египетские
изображения инструментов для астрономических наблюдений, состоявших из
полукруглого элемента, помещенного между “рогами” на вершине высокого шеста.
Поскольку наблюдения за Солнцем были одним из центральных таинств египетской
религии и важным занятием ее жрецов, то неудивительно, что изображения
древнеегипетских богов и богинь часто включали в себя символы различных
визирных устройств. Солнечный или лунный диски в сочетаниях с серповидными,
рогообразными или ступенчатыми элементами украшали их головные уборы.
Древнеегипетские U-образные головные уборы обычно трактуют как рога коровы
или тельца.
Характерным примером визирных устройств может служить знаковая
символика минойцев и карфагенян. Декоративные украшения минойских «рогатых»
алтарей с двойными топорами-лабрисами указывают на их очевидные визирные
истоки. Они повторяют форму визирных апертур Египта и Междуречья, а
использование лабрисов в качестве маркеров придают им угловую точность в
ориентации
Период архаики стал временем появления переносных систем визирования.
Если гномоны являются достоверным примером древних приспособлений для
визирования, то по поводу других визирных устройств, изображения которых дошли
до наших дней, можно строить лишь догадки. Со временем такие приспособления
утратили свою визирную функцию, сохранившись лишь как декоративный элемент.
В докладе рассматривается возможное использование символов древних культур в
качестве первых визирных приспособлений.
Нестерук А.В.
Университет Портсмута, Англия
Космология и оптика: к истории одного эксперимента
Cosmology and Optics: the history of one experiment
Современная космология учит, что наблюдаемое вещество Вселенной, то есть
то, что излучает в возможном для приема в оптическом и радиодиапазоне длин
волн, составляет всего 4 % всей массы Вселенной. Человек живет в островке
видимого им света от объектов окружающего мира. Вселенная «темна» и «скрыта»
не только из-за форм материи, которые не взаимодействуют ни с чем. Но Вселенная
«видима» лишь до определенного момента в далеком прошлом, когда она стала
прозрачной для света. Полоса времени, которая отделяет все, что мы видим от того,
из чего это «видимое» образовалось, называется Эпохой отделения вещества от
излучения. Мы способны принять сигналы из прошлого Вселенной только после
этой Эпохи. Может ли космология надеяться на изучение физических процессов из
времен «Большого взрыва»?
Теоретически можно оптическими методами уловить сигналы «невидимых»
гравитационных волн, пришедших из прошлого, из-за оптического горизонта. Идея
проста: гравитационные волны вызывают микроскопические девиации
«геодезических линий», которые можно обнаружить с помощью лазерного
интерферометра, если его зеркала находятся в гравитационном поле в состоянии
свободного падения и по мере проявления процесса девиации может быть
обнаружено
относительное
смещение
зеркал
интерферометра.
Для
экспериментальной проверки этого в ГОИ им. С.И. Вавилова в начале 80-х годов
ХХ века была предпринята попытка построить неравноплечий интерферометр с
длиной оптического хода 750 метров. Задержка сигнала на такой базе вследствие
прохождения гравитационной волны могла позволить обнаружить относительное
смещение зеркал ~10-15 , но при этом требовалась стабилизация частоты
излучающего лазера на том же уровне, что в те годы было практически
неразрешимо. Опыт подобных экспериментов отсутствовал не только в СССР, но и
за границей. ГОСТы на изготовления зеркал для многопроходной системы
интерферометра не гарантировали плоский профиль их поверхности с точностью
10 5. Флуктуации воздуха в оптическом волноводе должны были быть сведены до
уровня, невозможного для откачивающих насосов тех лет. В итоге, уровень
технологической точности и явная недостаточность финансирования (а сегодня цена
подобных проектов выше в 40 раз) сделали нереализуемым этот амбициозный опыт.
Но первая попытка создать детектор гравитационных волн показала объем
требуемых работ и то, что прогресс оптики зависит от задач не только оптической
астрономии, но и теоретической космология. «Ненаблюдаемая» физика становится
двигателем и вдохновителем науки о свете и его «видении».
Новиков Г.И.
Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН
Зрительные механизмы преобразования оптической информации в команды
управления движениями глаз
Visual Mechanisms of Optical Information Transform in to the Commands of Eye
Movement Control
С целью исследования механизмов фовеации (наведении взора на цель) были
проведены электрофизиологические эксперименты, сочетающие как традиционные
методики исследования характеристик рецептивных полей при оптической
стимуляции, так и приёмы изучения нейрофизиологии движений глаз. Подкорковые
зрительные центры млекопитающих известны как ключевые глазодвигательные
структуры, инициирующие саккадические движения глаз. В работе на основе
экспериментальных электрофизиологических данных автором сформирована
концепция механизмов преобразования оптической стимуляции в команды
управления движениями глаз в этих структурах. В качестве экспериментальной
модели выбрано верхнее двухолмие кошки, имеющее прямые входы от ганглиозных
клеток сетчатки в поверхностные слои и одновременно содержащее нейроны в
глубоких слоях, имеющие собственные двигательные поля. Пространственновременные
характеристики
рецептивных
полей
зрительных
нейронов
экспериментально обычно анализировали у полностью обездвиженного животного.
Движения глаз в таком случае невозможны. Выход из этой драматической ситуации
был сделан группой исследователей реализовавшими способ иммобилизации одного
их глаз животного, осуществлённый путём изящной хирургической операции по
перерезке глазодвигательных нервов. Содружественный характер движений глаз
учитывался при проведении экспериментов и привёл к повторяющимся и
неожиданным результатам. На обездвиженном глазе исследовали дирекциональные
дирекциональные и ориентационные характеристики рецептивных полей
одиночных нейронов, на другом – регистрировали движения глаз. При
сопоставлении результатов проведённых экспериментов обнаружили, что локальная
электрическая
микростимуляция
нейронов,
имеющих
выраженную
дирекциональную настройку, вызывает движения глаз параллельного типа, при
котором направление движений глаз не зависит от его исходного положения. При
электрической стимуляции нейронов, не обладающих дирекциональными
свойствами, возникали движения глаз целенаправленного типа, в которых
направление движения зависело от исходного положения глаза. Направление
движения объекта определяет характер непроизвольных саккад и является
организующим элементом механизма фовеации появляющихся на периферии новых
объектов. Предложена возможная модель таких пребразований в рамках
математической теории множеств.
Новиков Г.И.
Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН
Три основных типа карт движений глаз вызываемых локальной
электрической стимуляцией подкорковых структур мозга.
Three main type maps of eye movements induced by local electrical microstimulation
of subcortical zones of the brain
Ключевой вопрос в организации движений глаз является изучение взаимосвязи
оптического, зрительного пространства и организации движений глаз,
обеспечивающих перевод взора на область интереса в окружающем мире. Для
решения
этой
фундаментальной
проблемы
в
электрофизиологических
исследованиях на кошке при электрической стимуляции проекционных зон
подкорковых структур мозга кошки зарегистрированы три основных паттерна
движений глаз, называемых картами движений глаз. Количественно исследованы
временные и пространственные характристики этих движений глаз. При
электрической стимуляции движения глаз были содружественными и имели
упорядоченный характер. Тип карты зависел от ретинотопических координат
стимулируемого локуса верхнего двухолмия кошки. Направление движений глаз,
зарегистрированных при стимуляции нейронных пулов, расположенных в
периферических зонах ретинотопиеских проекций, всегда соответствовало
направлению от центральной части сетчатки к центрам периферических
рецептивных полей стимулируемых нейронов. Центры перекрывающихся
рецептивных полей в регистрируемых и стимулируемых пулах совпадали.
К первому типу движений (35% от общего числа) отнесены карты движений
глаз, имеющих параллельные траектории. Направление движений в этом случае не
зависело от положения глаз в орбите в момент стимуляции. Мы их обозначили как
карты «параллельного» типа.
Ко второму типу карт (42%) отнесены карты движений глаз, в которых
траектории движений сходились к некоторой области – зоне «цели». Этот тип был
обозначен как «целенаправленные».
К третьему типу были отнесены карты движений глаз, в которых движения
были направлены в от периферических проекционных областей сетчатки к её
центральной части. Мы обозначили этот тип карт как «центрированные».
Каждый из трёх типов карт движений глаз во многом определяется не только
ретинотопическими проекциями в область стимуляции соответствующей
подкорковой структуры, но и связан с дирекциональными характеристками
рецептивных полей стимулируемых нейронов.
Полученные данные позволяют моделировать и тем самым объяснить
нейрофизиологические механизмы фовеации и зрительного внимания.
Окладникова Е.А.
РГПУ им. А.И. Герцена
Космология в петроглифах: небесные объекты в наскальном искусстве
Евразии (семантический анализ)
Cosmology in petroglyphs: selestial objects in the rock art of Eurasia (semantic
analysis)
Прикладная оптика имеет длительную историю. Её развитие было немыслимо
без: 1) наблюдений за звездами, 2) вне становления космологии как системы
научных воззрений. К каменному веку относится постоянно совершенствовавшие
визуально-оптические методики изучения окружающего мира. Наблюдения за
небесными светилами нашли выражение в таких изобретениях как: палеокалендари,
магические предметы («волшебных» китайских зеркалах, хрустальных магических
сферах, магических кристаллах, шаманских бубнах и др.), многочисленных
археологически зафиксированных процесса (например, погребении усопших с
ориентаций тел в соответствии со странами света), артефактах разного типа,
которые ныне составляют предметное поле астроархеологии. Инструментами
полеокалендарных счислений были кромлехи, менгиры, стелы, «шаманские кольца,
сейды и их разновидности, каменные лабиринты, а в определенном смысле, скалы и
полости гротов и пещер с наскальными рисунками.
Основными памятниками каменного века, которые сохранили свидетельства
визуальных наблюдений охотников каменного века за движением небесных тел,
являются: палеолитические пещеры Франко-Кантабрийского района. Серия
уникальных скальных храмовых комплексов на территории Сибири, Забайкалья и
Приамурья, которые располагаются под открытым небом, была обнаружена в
процессе археологических исследований в ХХ веке (гора Калбак-Таш на Алтае
(использовалась как астрономическая обсерватория, на поверхности сохранились
рисунки космологического содержания и
небесные знаки-символы);
Средненюкжинская писаница в Приамурье (грандиозная космологическая
композиция с изображениями солнца, луны, звёзд); грот Ак-Баур (Западный
Казахстан).
Выводы: Оптические наблюдения, их непосредственные объективные
результаты подвергались мистичному переосмыслению и становились материалом
для
формирования
разнообразных
мифопоэтических
и
мистических
космологических традиций древности. Объективно наблюдаемые с помощью
простейших астрономических инструментов небесные явления, включая:
солнцестояния, затмения, движение комет и др. получали не только мифологическое
переосмысление, но художественное воплощение в памятниках древнего искусства.
Орлов А.В.
Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет
информационных технологий, механики и оптики
Оптика в России в 1890-е – 1905 гг.
Оптика в России в период 1890 г. и до 1905 года выражалась в широком,
сравнительно, распространении. Уровень этого распространения зависел, главным
образом, от потребления оптических средств в кругах специалистов и учёных.
Офтальмология – глазная оптика явилась одной из самых ярких отраслей, где
успехи отечественной оптики оказались наибольшими в сравнении с другими
отраслями. Однако, не было ни одной отрасли применения, в которой оптика
самостоятельно бы развивалась своим оригинальным путём, кроме пожалуй той же
офтальмологии, о которой можно оговориться. Микроскоп, уже завоевавший к себе
мировое внимание, находил и в России повсеместное применение, хотя и это
применение и ограничивалось научной и специально-исследовательской средой
(медицина, биология, химия). Микроскоп для этого времени считался высшим
достижением технической оптики. Наряду с микроскопией всё более заметное
развитие происходило в области фотографии. Работа фотокамеры уже прочно вошла
в бытовую жизнь многих россиян, фотография имела неизменный успех. За
фотоделом надо признать совершенно особое место в развитии оптики в России. И
именно в этой области, фотопортрета. российские любители достигали таких высот,
которые ничем не уступали западным достижениям. Даже, наоборот, фотография
развивалась в России очень оригинально и в лице отдельных её любителей
оказывалась на уровне научного совершенства. Техника фотографии и фотопортрета
именно в России оставила свой национальный вклад в европейское фотоискусство и
фототехнику. Это было время, когда фотография ещё не стала массовым явлением.
Фотокамера требовала статичной установки. Эра переносных фотоаппаратов только
приближалась. Фотография требовала научных и специальных знаний в области
химии и физики, большого практического опыта и личной наблюдательности. Но,
несомненно, что без элементарных знаний о явлениях и свойствах света невозможно
было осваивать, использовать оптические инструменты. Ещё «нагляднее», чем
фотография, влияние оптики на развитие науки может демонстрировать астрономия.
Интерес к звёздному небу, Солнцу и Луне в России был не менее велик, чем на
Западе. Наблюдение неба требовало долгой, постоянной, а главное систематической
работы с астрономическими приборами и инструментами самой высокой точности и
сложности, какая достигалась тогда успехами оптико-механики. Можно возразить,
что круг астрономов и фотографов, биологов, офтальмологов и топографов не был
столь широк, чтобы говорить, что оптика в России действительно имела скольконибудь заметное развитие. Однако, именно из потребности в оптических средствах
интерес к оптике и понимание связанных с ней задач и проблем в России
усиливался. Этот интерес со всей неизбежностью ставил и проблему оптического
производства в Империи.
Совершенно особый спрос на оптику предъявляло военное дело. В этой области
дело не ограничивалось зрительной трубой и биноклем. Такие области как
топография и геодезия, сразу оказавшиеся в центре внимания военных, развивались
в связи с интересами последних и были наименее других областей известны
широкой публике. Эволюционировали старейшие приборы этой отрасли теодолиты.
Оборонное значение оптики сулило ей огромные перспективы в связи с появлением
скорострельной артиллерии и развитием мобильной светотехники (прожекторное
дело). Появилась целая отрасль специальной оптики – оптическое приборостроение
для флота, на кораблях – дальномеростроение и оптические прицелы, различного
рода дальномеры для сухопутной армии в целях наблюдения, разведки, вычисления
расстояния до цели и координации артиллерийского огня. В армию пришли
различного рода прицельные приспособления для нужд артиллерии – закрепляемые
на орудиях прицельные трубы, измерительные устройства и наконец, оптические
панорамы, позволяющие производить наводку орудия на цель непосредственно в
процессе стрельбы. В связи с эволюцией оптического прибора находилась эволюция
механики, чьё значение неизменно росло. Уровень механических работ становился
всё более тонким и требования к точности непрерывно увеличивались. Приборы
должны были отвечать новым требованиям: большей, чем прежде портативности,
эффективности работ и быстрой замене, уменьшению веса и размеров, действию в
разных погодных и климатических условиях. Вообще появление скорострельной
артиллерии не только повысило темпы боя и «подвижность» огня, но и самым
прямым образом отразилось на новых требованиях к точности и экономичности
стрельбы, наблюдению за противником в разных условиях дня и ночи, к
возможности пользования оптическими приборами и инструментами разведки для
наблюдения местности, постоянно совершенствуя офицерские возможности.
Бинокли становятся всё легче, а кратность увеличения растёт, совершенствуются
угломеры и вычислительные линейки, появляются специальные защитные очки,
обыкновенные галилеевские трубы заменяются стереотрубами. Практически все
прицельные инструменты под воздействием внедрения и распространения
оптических средств испытывают перемены в пользу большей точности и
уменьшения их размеров. Меняются одновременно и технологии изготовления в
первую очередь материалы: алюминий, медь, бронза, употребление которых должно
снизить вес прибора, не снижая прочности и герметичности конструкции.
Оптика в России, однако, характеризовалась чрезвычайно слабым развитием
национальной промышленности. За исключением фирмы И.Я. Урлауб, которая
имела самостоятельные достижения в деле конструирования офтальмологических
инструментов и только начинающей своё развитие варшавской фирмы «Фос» в
России действовали только починочные мастерские и торговые дома, занятые
распространением оптических изделий по индивидуальным или ведомственным
заказам. Товарищество «Фос» под фирмой «Александр Гинсберг и Ко» или Первый
в России оптико-механический завод «Фос» (основан в 1899 г.) несомненно имел
заслуги, столь ещё мало оценённые в истории отечественной оптики. Фирма «Фос»
имела также «фабрику оптических стёкол», т. е. производила обработку сырого
оптического стекла, в основном занятую изготовлением линз. Этой фирме
принадлежит заслуга в производстве первых в России фотообъективов и
фотоаппаратов по германским образцам.
Наконец, проблема кадров оптиков-механиков поставила перед Империей
вопрос о государственной программе развития этой специальности. Первоначально
часовое производство было объединено с оптико-механической специальностью в
составе одного отделения Ремесленного Училища имени Цесаревича Николая,
основанного лишь в 1900 г. в очень скромных ещё размерах.
Первые шаги на пути к оптической эмансипации России были сделаны
совместными усилиями государства и отечественного предпринимательства.
Паранина А.Н.
РГПУ им. А.И. Герцена
Солнечный свет – основа порядка
Sunlight – an order basis
Энергия Солнца обеспечивает более 90 % всех процессов живой и неживой
природы на поверхности Земли. Режим освещения – основа порядка пространствавремени, освоение и адекватное отражение которого является гарантией выживания
и условием развития биологических видов, природных сообществ, социокультурных систем. Древнейшим инструментом ориентирования в пространствевремени стал гномон – вертикальный предмет, дающий тень, длина и направление
которой кодирует все точки траектории движения Солнца на небосводе. Геометрия
теней гномона раскрывает первичное назначение каменных лабиринтов, которые,
как известно из античных источников, получили свое название от лабриса, топора
богов – создателей Мира. Очевидно, что лабрис – двусторонний двурогий топор
представляет собой художественную копию графика теней гномона за один год.
Наши исследования лабиринтов Белого моря показали, что место установки гномона
в рисунке лабиринта выделено каменным сложением, омфалом (небольшой стелой),
заметным камнем, пересечением спиралей или иным способом, азимуты
астрономически значимых направлений отмечены линией входа и точками концов
спиралей или окружающими лабиринт объектами (кучи или ряды камней), длины
полуденных теней зафиксированы диаметрами дуг, из которых центральная и
периферическая соответствуют самой короткой и самой длинной полуденным теням
в году. Полевые исследования и астрономические расчеты показали, что лабиринты,
сконцентрированные в Северной Европе и известные во всем мире, – это солнечные
календари, часы и компасы. В условиях полярных дней и белых ночей в Арктике
возможность надежного астрономического ориентирования дает только Солнце. В
других регионах популярность солярной навигации объясняется доступностью и
устойчивостью ориентиров, универсальностью технологий. Разнообразие мотивов
почитания знака лабиринта отражает универсалии понятия Времени: 1) рождение; 2)
этапы жизни (инициации); 3) порядок пространства-времени (Мир – измеренный
Хаос; колесо времени: линейность, векторность, цикличность); 4) воспроизводство
благ, плодородие, изобилие (мельница-сампо, рог изобилия); 5) прогноз и
управление («предупрежден, значит спасен»); 6) знание: власть и сила, закон и
порядок (геральдические символы, включая посох, жезл, скипетр); 7) вечность –
возрождение (в мемориальных объектах). Очевидно, поток Солнечного света,
отраженный в календаре и геометрии теней, послужил основой создания жизненноважных информационных и знаковых систем
Подвигина Д.Н.
Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН, Санкт-Петербург
О нейрофизиологических механизмах некоторых оптических иллюзий
On neurophysiological mechanisms of some optical illusions
Среди оптических иллюзий особый интерес для исследователей представляют
так называемые двойственные изображения, допускающие возможность двух
интерпретаций своего содержания, когда восприятие как бы «переключается»
между
альтернативными
интерпретациями.
Изучение
закономерностей
двойственного восприятия может внести существенный вклад в понимание
механизмов восприятия многозначной информации.
В нашем исследовании в качестве тестовых изображений были использованы
матрица из кубов Неккера, где двойственность восприятия создается за счет
перспективы, и ряды затененных слева кругов, которые в результате такого
распределения светотени воспринимаются либо как выпуклые, либо как вогнутые
полусферы.
Целью работы было изучить временные характеристики двойственного
восприятия этих изображений и выявить нейрофизиологические корреляты данного
процесса.
В психофизических экспериментах приняли участие 26 испытуемых, которые
наблюдали попеременно предъявляемые тестовые изображения на мониторе
компьютера и отмечали моменты «переключения» восприятия нажатиями на кнопки
клавиатуры. В результате обработки ответов испытуемых были получены схожие
временные характеристики восприятия обоих изображений. То есть, несмотря на то,
что
двойственность
восприятия
порождается
различными
признаками
(перспективой и затенением), переключения восприятия имеют схожую временную
динамику, что может указывать на преобладание нисходящих влияний на процесс
двойственного восприятия. Были проанализированы нейрофизиологические данные,
описывающие одно из свойств нейронов подкорковой структуры зрительной
системы кошки (наружное коленчатое тело) - их чувствительность к ориентации
вектора градиента яркости (Podvigin et al., 2001). Зрительные нейроны
тестировались тем же изображением, которое использовалось нами в
психофизических опытах – затененным кругом, предъявляемым при различных
ориентациях
вектора
градиента
яркости.
Результаты
сопоставления
нейрофизиологических и психофизических данных позволили предположить, что
принятие решения о трехмерной форме объекта на высших уровнях зрительной
системы основывается на информации о количестве элементов нижележащих
уровней системы в частности нервных клеток НКТ, задействованных в процессе
обработки зрительной информации, поступающей от изображения.
Полякова О.А.
Санкт-Петербургская академия художеств
История использования оптических законов при создании трехмерного
изображения в рисунке
The history of the use of optical laws when you create a three-dimensional image in
figure
Предшествующие эпохи от древнейших наскальных рисунков и до наших дней
веками создавали теорию изображений объемных предметов на плоскости.
В истории египетского искусства обнаружено сочетание математическиханалитических методов и приемов натурного рисунка. В эпоху ренессанса были
разработаны основные при-нципы перспективы. Леонардо да Винчи успешно
применял некоторые приемы искажения сетки перспективы, совмещая творчески
эмоциональные задачи и реалистическое изображение. С тех пор художники
используют различные перспективы в зависимости от стилистических задач в
картинах.
Особенностью восприятия информации об окружающем мире является
постоянное непроизвольное движение взгляда художника на изображаемые
предметы в зависимости от его состояния и характера творческой личности.
При создании картины или рисунка используется бинокулярное зрение,
принцип действия которого позволяет воспринимать размер, цвет, контраст,
глубину, таким образом художником выстраиваются оптико-геометрические
иллюзии. Например, некоторые картины видны только с определенного ракурса и
при помощи специального бокового зеркала. Художники-иконописцы, как и
художники-сюрреалисты во главе с Сальвадором Дал, создали свои принципы
построения перспективы.
Итальянский живописец Джузеппе Арчибальдо использовал оптические
иллюзии для создания визуальных каламбуров. У мастеров японской графики были
свои методы «укиё-э». В 17 и 18 веках популярные «картины-обманки»
имитировали реальное пространство и предметы в нем, были интересные работы
русских художников, в частности, Федора Толстого.
Эффект движения на плоскости можно наблюдать в «оптических» картинах
художников оп-арта. Эшер открыл некоторые соотношения пространства
архитектуры и проводил математические, психологические и естественно-научные
эксперименты в рисунке. Некоторые из вышеуказанных методов перспективы
используются в современной русской академиической школе. С незапамятных
времен камера-обскура и разные типы эпидиаскопов упрощают работу художника
при перенесении эскизов на большой размер. Прилагаемый иллюстративный
материал доклада пояснит принципы изображения 2-х мерного и 3-х мерного
пространств.
Деятели искусства всегда нуждались и будут нуждаться в научной помощи
ученых-оптиков.
Роках А.Г.
Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского, г. Саратов
Ионный фотоэффект: история исследований
Rokakh. A.G.
Ionic photoeffect: history of investigations
В конце 1990-х годов начались систематические исследования обнаруженного
нами нового физического эффекта – (внешнего) ионного (вторично-ионного)
фотоэффекта – ВИФЭ. На масс-спектрометре было обнаружено противоположное
поведение вторичных положительных ионов кадмия и свинца при распылении
ионами кислорода поликристаллических фотопроводящих пленок ограниченных
твердых растворов CdS-PbS. Оно заключалось в том, что при освещении белым
светом выход вторичных ионов кадмия уменьшался, а ионов свинца увеличивался.
Первый вид ВИФЭ получил название нормального, а второй - аномального
вторично-ионного фотоэффекта. При некоторых, вначале не контролируемых,
условиях аномальный и нормальный эффекты могли переходить один в другой.
Причину этого удалось установить с использованием освещения через
светофильтры: нормальный ВИФЭ имел место при освещении коротковолновым
светом, а аномальный – длинноволновым в видимом диапазоне. Это позволило
сопоставить аномальный эффект с понижением потенциального барьера для выхода
электрона, компенсирующего положительный вторичный ион (компенсационный
механизм), в то время как нормальный ВИФЭ был связан с переходом
генерированных светом электрона и дырки в узкозонную фазу, их рекомбинацией с
выделением энергии, расшатывающей кристаллическую решетку и облегчающей
выход вторичных ионов в вакуум (рекомбинационный механизм). Полученные
выводы были применены к ионному распылению монокристаллов арсенида галлия и
аморфных пленок моноокиси кремния, а также полупроводниково-диэлектрических
структур на их основе. ВИФЭ может иметь не только метрическое, но и
технологическое значение и породить (и уже порождает) новую отрасль техники –
оптоионику.
Работа частично поддержана грантом РФФИ 11-08-00529а.
Некоторые публикации. - Rokakh A. G., Serdobintsev A.A ., Stetsyura S.V.,
Zhukov A.G., Matasov M.D., Malyar I.V. // Handbook on Mass Spectrometry:
Instrumentation, Data and Analysis, and Applications / Ed. by J. K. Lang. – Nova Science
Publishers. 2009. P. 325-344.
- Роках А.Г., Матасов М.Д. Парадоксы фотопроводящей мишени и оптическое
управление выходом вторичных ионов. ФТП, 2010, т. 44, в. 1, с. 101-108.
- A.G. Rokakh, M.I. Shishkin, Yu.N. Perepelitsyn, S.B. Venig, M.D. Matasov //
Physics Express 2013, 3: 2.
Ринкевичюс Б.С.
НИУ «МЭИ»
Разработка новых оптических методов исследования потоков жидкости и газа
на кафедре физики им. В.А. Фабриканта НИУ «МЭИ» за последние 50 лет
Development of optical methods for liquid and gas flows investigation at the Physics
Department of name V.A. Fabrikant of the National Research University "MPEI"
during 50 years.
1. Роль проф. В.А. Фабриканта в зарождении и начальном этапе работ по
оптическим (лазерным) методам исследования потоков.
2. Лазерная доплеровская анемометрия – новый метод исследования потоков
жидкости и газа. Примеры применения: от сверхмалых скоростей потоков жидкости
(мкм/с) до гиперзвуковых скоростей газовых потоков (1000 м/с).
3. Новые разделы лазерной интерферометрии. Волоконно-оптические датчики
скорости и вибрации. Лазерная виброметрия.
4. Корреляционные методы обработки оптических изображений потоков и
деформаций поверхностей. (Теневой фоновый метод).
5. Лазерная рефрактография – новый метод исследования оптически
неоднородных потоков жидкости и газа. Построение трехмерных изображений
неоднородных сред. Применение для исследования температурных и
концентрационных полей в жидкости. Исследование диффузионного слоя в
жидкости.
6. Разработка оптических и лазерных методов диагностики потоков
проводилась при частичной поддержке грантов РФФИ, Минобрнауки, ИНТАС и ЕС.
7. Кафедра физики им. В.А.Фабриканта является одним из организаторов
Международных научно-технических конференций «Оптические методы
исследования потоков» на базе МЭИ. В 2013 году проводится 12 конференция
ОМИП-2013.
Сауткин В.А.
ОАО «Красногорский завод им. С.А. Зверева», Россия
Стрелкова Т.А.
Харьковский национальный университет радиоэлектроники, Украина
Стохастический подход к оценке качества оптического стекла. Проблемные
вопросы.
Stochastic approach to evaluation of optic glass quality. Problematic issues.
В оптических технологиях большое внимание уделяется методам контроля
оптических элементов, включая физико-химическое состояние поверхности,
атомно-электронную структуру и свойства материала оптического стекла в объеме.
Описание свойств оптических материалов базируется на определении
детерминированных макропараметров. Показатели преломления и поглощения
определяются исходя из модели приповерхностного слоя и внутренней структуры
оптического материала. Учет микропараметров, порожденных квантовыми
свойствами излучения, включая процессы поглощения кванта света, группировок и
антигруппировок фотонов, флуктуаций и фотон-фононного взаимодействия,
позволяет интерпретировать полученные результаты более адекватно.
При рассмотрении взаимодействия оптического излучения со стеклом принимается
упорядоченная или неупорядоченная модель. Оптическое стекло в основном
рассматривается с точки зрения упорядоченности и симметрии. При описании
взаимодействия квантов света с материалом стекла необходимо учитывать, что в
аморфных материалах разупорядоченность может возникать в случае
пространственной несимметрии узлов в объеме, наличия хаотически
расположенных дефектов, атмосферного воздействия, старения и расположения
центров окраски. Неупорядоченные материалы на микроскопическом уровне
неоднородны. Процессы трансформации энергии фотонов в объеме материала
стекла носят вероятностный характер.
Целью
исследования
является
объединение
макроскопических
и
микроскопических концепций описания взаимодействия оптического излучения с
материалом оптического стекла на основе стохастических процессов. Подлежит
решению задача - усреднение микрохарактеристик, учет их влияния на
макроскопические параметры и получение аналитических решений, согласованных
с экспериментом. Она заключается в вычислении вероятности сложного события на
основе известной вероятности более простого. Возникает проблема определения
области применимости такого подхода, объединяющего различные физические, и
математические основы. В докладе рассмотрены проблемы выбора адекватной
модели для описания приповерхностного слоя и его динамики, а также поиска связи
между особенностями оптических спектров и структурой слоя. Получены
стохастические уравнения, описывающие процесс распространения оптического
излучения в случайно-неоднородных средах на основе устойчивых распределений Леви.
Смирнов В.Л.
ГОИ им. С.И. Вавилова
Реконструкция структуры зрительного восприятия человека на основе анализа
произведений европейской живописи и графики
Цель работы - воссоздать сценарий эволюции системы зрительного восприятия
человека как вида. Для этого указанная система и система изображений в
европейском искусстве рассматриваются как единое целое. Базовыми
инструментами исследования являются оппозиции необратимость – цикличность и
единообразие – разнообразие (аналог пары порядок – хаос). При трактовке
цикличности предполагается повторение в той или иной форме структурных
ситуаций (сценариев), в частности, элементы указанных выше пар сменяют друг
друга. Числовая ось t делится на две части позицией t 0, которая соответствует
появлению носителя зрительного восприятия. Слева разнообразие, моделируемое
конусом, расширяется от min к max и представляет природу до появления носителя.
Справа от t0 разнообразие, наоборот, ограничивается от max к min с помощью
триады структурных эквивалентов образы – изображения - модели науки. При
возникновении изображений в t1 (пещерная живопись) носитель рассматривается
как человек. Последующий элемент этой триады появляется, когда достигает
эволюционной зрелости элемент предыдущий, например научные модели возникают
сразу после t2 (эпоха Возрождения). Конструкция моделирует цикл и по форме
представляет собой симметричный план, поскольку правая часть подобна левой, что
позволяет трактовать её как результат отражения. В результате структурные
эквиваленты справа от t0 сначала в меньшей, а затем всё в большей степени
соответствуют структурам природы в левой части цикла. При сборке зрительной
системы адекватность образов характеризуется триадой многозначимость –
двузначимость - однозначимость (Ω→2→1). Это значит, что при интерпретации
паттерна (узора на сетчатке) образы отсутствуют – характеризуются
двусмысленностью – вполне соответствуют наблюдаемым объектам. Способы
видения (используемые арсеналы средств) совершенствуются, однако архаические
варианты в системе зрения сохраняются. Как результат отражения в интервале t 2 –t3
реализуется разборка системы зрительного восприятия: художниками сначала в
стилях, а затем в стилевых направлениях представляются в обратной
последовательности (1→Ω) архаические способы видения. Исчезновение
изображений в t3 (абстракционизм) свидетельствует о завершении цикла –
возвращении к ситуации в позиции t0. Система изображений на отрезке t2 – t3
хорошо изучена, она кратко описывается со структурных позиций и представляется
в виде пирамиды, которая состоит из трёх ветвей и ряда следующих друг за другом
уровней. Представление о симметричном плане позволяет прочитать её в обратном
направлении и тем самым подробно охарактеризовать структуру зрительного
восприятия, в частности, реконструировать последовательность появления
архаических способов видения. В модели подтверждается тезис Д.В.Сарабьянова:
“То, что даётся художнику в виде стиля или в виде разных вариантов стилевых
направлений – предопределено”.
Солодовниченко Л.Я., Шимельфениг О.В.
Саратовский ГУ
Светомузыкальная полифония – тренд авангарда XXI века
XX век стал временем интеграции различных областей научного знания и
искусства. Одним из проявлений такой интеграции явилась светомузыка,
формирование которой началось многими столетиями ранее и привело к
грандиозным открытиям современности. В течение XVII-XIX веков над проблемой
синтеза звука и света работали физики и психологи, изобретатели и конструкторы,
художники и музыканты. В древнегреческом искусстве проблема синтеза света и
звука была разрешена в театре, где драматическое действие, пение, движение, а
также эффекты освещения подчинялись ритмо-пространственной организации.
Мало того, философская мысль Греции оставила некоторые формулировки на эту
тему. Так, Аристотель писал в трактате «О душе»: "Цвета по приятности их
соответствия могут соотноситься между собой подобно музыкальным созвучиям и
быть взаимно пропорциональными". В начале XVII века Ньютон искал связь между
солнечным спектром и музыкальной октавой, сопоставляя длины разноцветных
участков спектра и частоту колебаний звуков гаммы. По Ньютону, нота "до" красная, "ре" - фиолетовая, "ми" - синяя, "фа" - голубая, "соль" - зеленая, "ля" желтая, "си" – оранжевая. Ясно, что ученый подходил к проблеме чисто
механически, но он дал точное установление высоты, или темперацию цветового
ряда. Таким образом, XVII век стал веком научного подхода к светомузыке.
В России основоположниками цветомузыкального искусства являются
композиторы А. Н. Скрябин и Н. А. Римский-Корсаков. Скрябин создает первое в
музыкальном искусстве произведение - симфоническую поэму "Прометей", в
которой партия цвета («Luce») выступает на равных с инструментальными
партиями. В ряду выдающихся явлений авангарда XX века стоит творчество
гениального литовского композитора-художника, «поэта звёздных ритмов» М.К.
Чюрлёниса, который также обладал цветным слухом. Он синтезировал в своём
творчестве свет, цвет, музыку и поэзию, явившись не только основоположником
литовской музыки, но и музыкальной живописи, передавая музыкальный ряд в
цветовых образах, его картины носят музыкальные названия, передавая цветом даже
структуру музыкального произведения. Перу Чюрлёниса принадлежат поэтические
фрагменты, напоминающие стихотворения в прозе. Этот авангардный трэнд в
культуре блестяще продолжил наш современник, «просветитель космического
века», Булат Галлеев - пионер светомузыки, автор большинства технических и
художественных проектов.
Таким образом, вектор современного авангарда идёт в направлении создания
новых сложных видов искусств на стыке художественного и научного познания и
технического творчества – полисинтеза, полистилистики и полижанровости.
Lilya Ya. Solodovnichenko, Oleg V. Shimelfenig
Light-music polyphony as a trend of the XXIst century avant
The XXth century is the period of integration of scientific knowledge and art. This
kind of integration has been expressed in light-music which formation started many
centuries ago and led to great discoveries of modern time. Physicists and psychologists,
inventors and designers, painters and musicians have worked on the problem of sound and
light synthesis for XVII-XIX centuries. The Ancient Greece art has solved the problem of
sound and light synthesis in a theatre where the dramatic action, singing, movement as
well as light effects depended on rhythm and space. Besides, some formulations of the
Greek philosophical thought have been saved up to the present time. Thus, Aristotle wrote
in his treatise “On Psyche”: “Colors due to the pleasure of their conformity can match
each other like music harmony and be mutually proportional”. In early XVII century
Newton tried to search the connection between the solar spectrum and musical octave
comparing the lengths of multicolored sections of spectrum and frequency of sound range
fluctuations. According to Newton the note “C” is red, the note “D” is violet, the note “E”
is dark blue, “F” is blue, “G” is green, “A” is yellow, “B” is orange. We realize that the
scholar’s approach to the problem was absolutely mechanical but he gave the precise
determination of the height or color series temperament. So, the XVII century became the
century of scientific approach to light-music.
The Russian composers A.N. Skryabin and N.A. Rimskiy-Korsakov are considered
to be the founders of light-music art. Skryabin made the first light-music work – a
symphony poem “Prometey” in which the colors party acts on equal with the instrumental
parties. In the line of outstanding phenomena of the XXIst century avant is the creation of
the brilliant Lithuanian composer and painter, the “poet of star rythms” M.K. Chyurlyonis
who had a color musical ear. He synthesized light, color, music and poetry in his work and
became not only the founder of Lithuanian music but the founder of musical painting and
expressed musical series in color images. His pictures have musical names and by means
of sound express the structure of a music work. Churlyonis wrote some poetic works
reminding poems in prose. This avant trend in culture was followed by our contemporary,
“an educator of the space age” Bulat Galeyev - the pioneer of light-music, the author of
the most technical and art projects.
To sum it up we may say that the vector of modern avant is moving towards the
creation of new complex kinds of art which are at the turn of artistic and scientific
cognition and technical creative work – polysynthesis, polystylistics and multi-genres.
Соломатин В.А.
Московский государственный университет геодезии и картографии (МИИГАиК)
История развития панорамных оптических систем
History of panoramic optical systems development
Идея создания оптической системы, способной обозревать весь горизонт,
родилась в середине 19 века. Сегодня задача построения панорамного изображения
возникает в самых различных областях науки и техники. Вероятно первым оптиком,
решившим задачу панорамного фотографирования, был англичанин Т. Саттон,
предложивший в 1859 г. идею панорамной фотосъемки с помощью сферической
концентрической линзы, имеющей сферическую же полость, заполненную водой. В
процессе развития панорамных оптических систем определились четыре важнейших
направления их разработок: линзовые, зеркальные, зеркально-линзовые и
фасеточные панорамные оптические системы. Теоретически обоснованные
конструкции линзовых панорамных объективов были предложены в середине 20
века Хиллем, Шульцем, Розендалем. Большой вклад в разработку
сверхширокоугольных линзовых объективов внесли Д.С. Волосов ( «Сферогон» ) и
М.М. Русинов ( «Руссары»). Наиболее распространенной конструкцией линзовых
панорамных объективов, дошедших до массового производства, стала система,
получившая название « рыбий глаз». В разработке зеркальных панорамных систем
важный шаг был сделан Г.Г. Слюсаревым, впервые предложившим идею
использования выпуклого зеркала на входе объектива. Ряд оригинальных
конструкций панорамных линзовых объективов запатентован Е.Н. Гончаренко.
Существенное развитие в середине 20 века получили зеркально-линзовые
панорамные системы. Идея создания монолитных зеркально-линзовых объективов
(PAL – линз, panoramic annular lens) реализована в конструкциях, предложенных Д.
Бучеллом, П. Грегассом, Я. Повеллом. Среди отечественных разработок следует
отметить зеркальные насадки к линзовым системам Е.Н. Гончаренко, гамму
панорамных систем кругового обзора, созданных в ГОИ им С.И. Вавилова,
зеркально- линзовый объектив, разработанный в МИИГАиК (А.В. Куртов, В.А.
Соломатин). На рубеже 20 и 21 веков возникло новое направление в развитии
панорамных оптических систем - фасеточные системы, построенные по схеме глаза
насекомых. Широкое угловое поле вплоть до полной сферы перекрывается в таких
системах множеством объективов. В докладе приводятся оптические схемы и
параметры панорамных оптических систем различного типа.
Соломатин В.А.
Московский государственный университет геодезии и картографии (МИИГАиК)
Фундаментальное значение оптики при переходе от классического к
современному естествознанию
Fundamental value of optics upon transition from classical to modern natural
sciences
На рубеже Х1Х и ХХ столетий в науке возникли фундаментальные проблемы,
перед которыми классическое естествознание оказалось бессильным. Две
важнейшие из них – невозможность найти на основе классической термодинамики
закон распределения интенсивности излучения черного тела («ультрафиолетовая
катастрофа») и проблема существования и движения эфира, напрямую относятся к
области оптики. Решение этих проблем, сопровождавшееся расширением рамок
классических представлений, можно считать началом перехода от классического к
современному (постклассическому) естествознанию. Новые черты естествознания,
приобретенные в ХХ веке, во многом базируются на открытиях в области оптики и
смежных областях знаний. К ним, прежде всего, относятся постулат Эйнштейна о
равенстве (постоянстве) скорости света в любой инерциальной системе отсчета и
невозможности превысить скорость света, а также признание корпускулярноволнового дуализма вещества, восходящее к квантовой теории Планка. Постулат
Эйнштейна о скорости света лег в основу теории относительности, устранившей
проблему эфира и согласовавшей электродинамику Максвелла с принципом
относительности Галилея. Теория относительности вывела естествознание из
затруднительного положения, в котором оно оказалось после « величайшего из
отрицательных» опыта Майкельсона по обнаружению «эфирного ветра»,
проведенного с использованием тончайшего оптического инструмента –
интерферометра, схема которого получила в науке имя своего изобретателя. К
квантовым представлениям в науке привели исследования в области теории
инфракрасного излучения. Квантовая теория Планка покончила с известной
«ультрафиолетовой катастрофой» и привела к таким открытиям, как теория
фотоэффекта, теория комбинационного рассеяния, к разработке квантовой
механики, представлений о квантово-волновом дуализме вещества, ставших
важнейшими составляющими современного естествознания. В современной науке
интересы оптики простираются от мегамира до микромира. Выводы, полученные
при изучении оптических явлений или с помощью оптических методов и средств, не
раз изменяли представления о мироустройстве, то есть имели и имеют
мировоззренческий характер.
Стаселько Д.И.
Оптическое общество им. Д.С. Рождественского
Отечественные ученые и революция в оптике 20-го века: лазеры, нелинейная
оптика и оптическая голография
В докладе отражена выдающаяся роль вклада отечественных ученых в создание
фундаментальных основ современной оптики.
Начало второй половины 20-го столетия явилось временем революционных
свершений в такой, казалось бы, устоявшейся к тому времени области науки, как
оптика. Решающую роль в нем сыграли три достижения: 1) создание лазеров –
источников высококогерентного и одновременно мощного излучения оптического
диапазона; 2) экспериментальная и теоретическая разработка нелинейной оптики –
науки о взаимодействии лазерного излучения с веществом и 3) создание метода
оптической
голографии как наиболее
полного способа регистрации
пространственно-временных характеристик волновых полей различной природы.
Рассмотрены достижения в этих направлениях ведущих отечественных
научных школ под руководством академиков Н.Г. Басова и А.М. Прохорова,
включая создание первых отечественных лазеров, академика Р.В. Хохлова и
профессора С.А. Ахманова (первые параметрические лазеры) и академика Ю.Н.
Денисюка (первые трехмерные оптические голограммы). Дана общая оценка вклада
в мировую оптическую науку школ академика А.Н. Теренина и членакорреспондента Е.Ф. Гросса, более полувека назад заложивших основы
современной фотоники и нанофотоники, а также профессора В.С. Летохова в
лазерное охлаждение атомов и разделение изотопов.
Наибольшее внимание в докладе уделено нетрадиционному подходу,
относящемуся к выявлению роли в мировой науке работ Ю.Н. Денисюка. На основе
тщательного анализа дневниковых записей Ю.Н. Денисюка, относящихся ко
времени открытия им голографии в трехмерных средах, документально установлена
дата рождения первой трехмерной голограммы – 3 декабря 1959 года. Это означает,
что открытие Ю.Н. Денисюка произошло ранее запуска первого лазера Т. Мейманом
в мае 1960 года и, по существу, явилось зародышем формирования нового –
лазерного, нелинейно-оптического и голографического - облика оптики в нашей
стране и в мире. Тем самым, по мнению автора, Ю.Н. Денисюк фактически стал
провозвестником революционных преобразований в оптике и одним из отцов новой
оптики в ее современном понимании.
Старшов М.А.
Саратовский университет
Великая мысль в астрономии
Видимо, каждая выдающаяся личность в истории человечества есть личность
трагическая. Только один человек рождает новую идею, а потому она часто
встречает сопротивление современников, и непонимание - всегда. Хорошо это видно
на примере первого в истории науки определения скорости света, которую
мыслители с древних времён считали просто бесконечной, хотя противоречие
между РАСПРОСТРАНЕНИЕМ и МГНОВЕННОСТЬЮ порою беспокоило
(определённо можно сказать это о Галилее).
В конце XVII века с этой проблемой неожиданно для себя столкнулся молодой
астроном О. Рёмер. Пытаясь приспособить в качестве датчика времени спутники
Юпитера, обнаружили очень небольшие, но измеримые колебания хода этих
природных часов..
Рёмер, по-видимому, в сентябре 1676г предсказал, что ноябрьские затмения Ио
будут продолжаться одно и то же время. Ему не поверили французские академики, и
от него отрёкся его патрон Кассини. Но наблюдения быстро подтвердили правоту
молодого учёного, хотя никакой конкретной цифры для скорости света он и не дал.
Непонимание работы О. Рёмера длится уже несколько столетий.. На самом деле
Рёмер понял, что в ту часть года, когда Земля удаляется от Юпитера практически по
прямой, за один оборот Ио (42.5 часа) она удаляется, вследствие чего мы наблюдаем
увеличение периода Ио максимум на 15 с. Через полгода Земля приближается к
Юпитеру по такой же прямой и период мы наблюдаем меньше на те же 15 секунд.
Когда же Земля движется поперёк направления на Юпитер, длительности многих
наблюдаемых обращений Ио кажутся нам одинаковыми, по 42,5 часа, независимо от
того, где находится Солнце, между планетами или сзади Земли.
Понял идею Рёмера великий Ньютон, упомянувший его имя несмотря на очень
редкие ссылки на предшественников, но и он только аккуратно предположил, что
свет от Солнца достигает нашей планеты «за семь или восемь минут часа» - более
точно в то время никто не мог сказать.
Сегодня мы знаем скорость движения Земли по орбите, и максимальное
удаление (приближение) её от Юпитера - почти точно 4,5 миллиона км, так что
кажущееся изменение периода Ио в 15 секунд приводит к верному значению
скорости света в космосе.
Было бы исключительно интересно найти и заново опубликовать оригинальную
работу выдающегося датского учёного, поскольку в 2014 году исполняется 370 лет
со дня его рождения, а вся история его открытия имеет огромное историческое и
педагогическое значение.
Стафеев С.К.
СПБ НИУ ИТМО
Оптика и искусство: исторические сюжеты
Optics & Arts – historical mosaic
Памяти Максима Георгиевича Томилина
Тени, пространство и время. Визирные системы древних цивилизаций как
«архаический HiTech»: пригоризонтные обсерватории, кромлехи, менгиры,
дольмены и леи Европы, интихуатаны Мезоамерики, приполярные инаксуиты.
Ориентация в пространстве и во времени. Астроархеологические памятники,
ориентированные здания и сооружения. Древние приспособления для прямого
визирования. Обратное (теневое) визирование: гномоника (хорология), как
искусство создания солнечных часов и раздел оптики. Типология гномонов от
египетских обелисков до реформы календаря. Коллекция нюрнбергских солнечных
часов. Гномоны как элементы архитектуры.
Зеркала. Древнейшие зеркала: обсидиановые, антрацитовые, из метеоритного
железа. загадки бронзовых зеркал: египетских, этрусских, кельтских. Коллекция
греко-римских античных зеркал. Изображения зеркал на вазах и мозаиках.
Магические зеркала из Китая. Зажигательные зеркала, легенда об Архимеде.
Метафизическая катоптрика, отражения как мнимые копии реального мира.
Математическая катоптрика: зеркальные теоремы. Системы зеркал, калейдоскопы,
зеркальные лабиринты, зеркальные анаморфозы.
Гармония музыки и цвета. Развитие антично-средневековой традиции поиска
гармонических сочетаний во всех земных и небесных ипостасях. Органично
включает в себя пифагорейскую математико-музыкальную школу, определение
золотого сечения и его проявления в природе, искусстве, науке и технике. Гармония
готического храма, цветные витражи и органная музыка, гармонические ряды, аркдиаграммы Боэция и Агвилони, совершенные тела и планетарные сферы Кеплера,
радужные цвета Декарта и Ньютона.
Оптика и Перспектива. Трансформация евклидовой теории зрительных
конусов применительно к отображению трехмерного пространства на плоскости.
Секреты визуальных корректив в архитектуре Витрувия и античной театральной
скенографии возрождаются в технике ренессансной линейной перспективы
Альберти и Дюрера. Университетские средневековые курсы по оптике
(перспективе) иллюстрируются коллекцией оцифрованных рисунков первых
изданий Альхазена и Вителло. Элементы иконографии.
Глаз как камера-обскура. Эволюция зрительных теорий, экстрамиссия и
интрамиссия, модели глаза. История камеры-обскуры и ее превращения в
волшебный фонарь. Оптико-живописные секреты Вермеера и других художников
(по Хокни). Однолинзовые микроскопы Левенгука, сложные микроскопы,
солнечные микроскопы, микрография Гука. Зарождение фотографии, Непер и
Дагерр, элементы фотохимии.
Линзы сквозь призму времени. Нить протягивается от древнейших ювелирных
технологий шлифовки и полировки кристаллов к первым линзоподобным элементам
– кристаллическим кабошонам, коллекции линз из Трои, моноклю Нерона, линзам
Висби, сегментам Альхазена и читальным камням. Параллельно развивается
история античного стекла – от его появления в Сидоне, Шумере и Египте до
прозрачного александрийского стекла (посуда, опыты Птолемея). Диоптрика,
преломление лучей. Затем средневековое мусульманское стекло и цветное стекло
витражей. Открытие стекольщиков острова Мурано и история создания очков.
Живописная коллекция «очки в искусстве». История телескопа и микроскопа –
«окна в новые миры».
Стафеев С.К., Томилин М.Г.
СПБ НИУ ИТМО
От греческой Оптики к латинской Перспективе
From Greec’s Optics to Latin Perspective
Анализируя достижения оптического знания в Средневековье, следует
выделить три этапа его развития. В раннем Средневековье внимание ученых было
направлено на изучение света, цвета и видения, на овладение знанием древних
греков, в частности софистикой Евклида, Аристотеля, Птолемея и других авторов.
Их понимание оптических явлений было ограничено фрагментарными
утверждениями в трактатах, посвященных другим темам. Представления о свете
больше фигурировали в теологических дискуссиях благодаря своему месту в акте
Творения, библейским световым метафорам и связи между теологией и
метафизикой. Свет и зрение были природными феноменами, привлекающими
внимание ученых. Исчезает греческий термин оптика, как обозначение языческой
науки о природе света и механизме зрения. В апологетике и патристике имеются
сравнения света Божественного интеллигибельного и чувственного физического, а
также гносеологические параллели между внешним зрением и внутренним
прозреванием истины. Оптику этого периода следует назвать метафизической.
На арабо-исламском этапе мусульманские ученые внесли существенный вклад
в оптику. Особые достижения связаны с именем арабского ученого Альхазена. Он
внес в нее решающие изменения, дал законченные формулировки ряда ее законов и
сделал много оптических открытий. Опираясь на работы предшественника альКинди, Альхазен вписал визуальный конус экстрамиссионных лучей в
интрамиссионную модель, совместив их достоинства и объединив математический и
физический подходы к зрению. На базе анатомических и физиологических идей
Галена он создал теорию зрения, отвечавшую всем трем критериям. Главное
достижение исламской оптики заключалось в объединении разобщенных и
несовместимых греческих оптических традиций в одну ясную, стройную теорию.
Трактаты Альхазена были дополнены работами Ибн Зала по преломлению световых
лучей, в которых можно усмотреть намек на правильный закон рефракции. История
приписывает это открытие Декарту и Снеллиусу (XVII век). Плеяда арабских
ученых марагинской школы – ат-Туси, аш-Ширази и аль-Фариси – применили идеи
Альхазена к проблемам атмосферной оптики, в частности, к объяснению явления
радуги. Следует упомянуть изобретение главного визирного приспособления –
астролябии. С этого времени становятся употребительными читальные камни, или
сегменты Альхазена – по сути, первые кристаллические лупы. Этот этап можно
считать прорывом в создании оптической теории, временем становления
физической оптики и поворотным моментом в прикладной оптике. Трактат
Альхазена «Сокровище оптики» стал одним из основных учебников средневековых
университетов.
После знакомства с трудами арабов христианские мыслители начинают изучать
оптическое наследие Евклида, Архимеда и Птолемея, стремясь совместить
геометрические рассуждения греков и арабов с собственными изысканиями,
базирующимися на Священном Писании. В этот момент рождается как бы новая
наука Перспектива, на самом деле преобразившаяся и встроенная в средневековые
концепции все та же оптика. В ней оказались интегрированы математические,
физические, метафизические и физиологические положения. Истинными ее
творцами считаются Роберт Гроссетест и Роджер Бэкон, инициировавшие работы
целого ряда перспективистов: Вителло, Иоанна Пеккама и Дитриха Фрейбергского.
Вклад каждого из них ценен и оригинален. Гроссетест, создав учение о световой
иерархии и радиальных энергетических эманациях от светящихся тел,
христианизировал теорию Альхазена. Бэкон показал важность опыта и
исследований для постижения истины. Вителло взял на себя титанический труд
адаптации «Сокровища оптики» к реалиям латинского университетского
образования. Пеккам продолжил эти усилия, приведя в «Общей перспективе»
выжимку из предшествующих оптических компендиумов. Наконец, Дитрих
завершил структурное формирование Перспективы и дополнил ее рассуждениями
об увеличительных стеклах и природе радуги. Усилиями этих ученых союз световой
метафизики, оптики и математики, который составлял суть латинской Перспективы,
встал в один ряд с классическими науками квадривиума. Совершившееся
параллельно с разработкой цельной и стройной оптической теории второе великое
оптическое достижение высокого Средневековья – изобретение очков – делает этот
период одним из ключевых моментов в истории оптики.
Стольниц М.М.
Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского
Белые пятна» в истории пятна Пуассона
Blank spots» of Poisson spot history
Рассказ об открытии пятна Пуассона – обязательный фрагмент вузовских
учебников по оптике, монографий и научно популярных книг по истории оптики.
Уже почти два века он служит эталонным примером «критического эксперимента»,
победы объективной научной истины над субъективными предубеждениями
отдельных учёных. Вместе с тем, изучение указанных источников открывает ряд
разночтений, любопытных деталей, не проясненных до сих пор вопросов и т.д.
Отмечаемый в этом году юбилей – 225 лет со дня рождения Огюстена Жана
Френеля – даёт хороший повод ещё раз обратиться к данной теме.
Типичное изложение эпизода выглядит так: «В 1818 г. Пуассон, будучи членом
комитета Французской академии, рассматривавшего представленный на премию
мемуар Френеля, показал на основании теории Френеля, что в центре тени
маленького диска должно находиться светлое пятно. Этот результат Пуассон счел
противоречащим опыту и тем самым отвергающим теорию Френели. Однако Араго,
другой член того же комитета, выполнил эксперимент, показавший, что это
удивительное предсказание правильно». В то же время у разных авторов отличаются
не только последовательность событий и мотивы участников, но даже даты! При
этом общая черта – отсутствие ссылок на первоисточники.
У внимательного читателя возникает сразу несколько вопросов. Какова тема
конкурса? Действительно ли Пуассон хотел опровергнуть теорию Френеля? Почему
Араго бросился на её защиту? Есть ли схема самого эксперимента (а не
многочисленных последующих демонстраций)? Какова была позиция остальных
членов комиссии? Откуда, наконец, стало известно о перипетиях рассмотрения?
В докладе сделана попытка реконструкции научной, психологической и
«административной» обстановки, в которой работала комиссия, указаны личные
связи членов комиссии и автора мемуара и их влияние на ход рассмотрения.
Анализируются научные и методологические последствия присуждения премии
Френелю, обсуждаются некоторые варианты «альтернативной истории науки».
Сусов Е.В.
ОАО «САПФИР»
Оптика инфракрасной области спектра
Optics of the Infrared region of the spectrum
Активное освоение инфракрасного диапазона спектра в нашей стране и за
рубежом началось в середине прошлого века. Прогресс в этой области науки и
техники неразрывно связан с именами выдающихся ученых: члена-корреспондента
Академии наук СССР (РАН) д.т.н. профессора М.М. Мирошникова, членакорреспондента Академии наук СССР (РАН) д.ф.-м.н. профессора Л.Н. Курбатова,
члена-корреспондента АН БССР д.ф.-м.н. профессора В.Г. Вафиади, членакорреспондента Академии наук СССР (РАН) доктора технических наук П.В.
Тимофеева и др.
Развитие оптики видимого диапазона длин волн тесно связано с разработкой
технологий получения оптических стекол.
Продвижение в инфракрасную область тесно связано с развитием
полупроводникового
материаловедения
и
технологией
изготовления
высококачественных совершенных монокристаллов полупроводников: германия,
кремния, арсенида галлия, антимонида индия, арсенида индия и большой группы
твердых растворов тройных систем, из которых по свойствам и использованию
принадлежит первое место твердому раствору тройной системы CdxHg1-xTe (кадмийртуть-теллур). Свойства этого полупроводника, имеющего ширину запрещенной
зоны Eg 77 от -0,26 эВ в HgTe до Eg 77=1,6 эВ в CdTe с переходом через бесщелевое
состояние (х=0,145) в зависимости от состава х, позволяют использовать его для
преобразования инфракрасного излучения в электрический сигнал и построения
изображения во всем инфракрасном диапазоне спектра. Технология получения
высококачественных и совершенных монокристаллов для всех перечисленных
полупроводников была сложной проблемой, а для CdxHg1-xTe самой сложной.
Разработка физических основ и основ технологии получения этих принципиально
важных для ИК оптики материалов неразрывно связана с именами известных
ученых: академика АН СССР (РАН) Д.Н. Наследова, члена-корреспондента Л.Н.
Курбатова, д.ф.-м.н. Б.Т. Коломийца, д.ф.-м.н. В.И. Иванова-Омского, д.ф.-м.н. А.Д.
Шнейдера, д.т.н. А.М. Мильвидского, д.т.н. А.М. Тузовского, д.ф.-м.н. Ю.Г.
Сидорова и др.
В докладе дан обзор работ и процесса создания самого сложного в
изготовлении фоточувствительного полупроводникового материала ИК техники
монокристаллов CdxHg1-xTe и приборов на его основе.
Тибилов А.С. 1, Шелепин Ю.Е. 2,3
1 - Государственный оптический Институт им. С.И. Вавилова,
2 - Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН, 3-Санкт-Петербургский
государственный университет
Развитие представлений о пороговой световой чувствительности глаза.
The development of knowledge about the threshold of light sensitivity of the eye.
Даётся краткая история, от античности до наших дней, поиска методов оценки
чувствительности глаза в условиях предельно низкой освещённости. Особое
внимание уделено интенсивным психофизическим исследованиям первой половины
прошлого века, вызванными открытием квантовой природы света. Показано, что
разработанные на основе результатов этих исследований модели функционирования
зрительной системы в пороговом режиме требуют пересмотра в связи с
результатами
проводившихся
в
последние
десятилетия
прямых
электрофизиологическими
измерений
шумов
зрительных
рецепторов
млекопитающих. Предлагается новая модель с раздельной фильтрацией обоих типов
шумов зрительной палочки на двух различных уровнях структуры ретины:
«непрерывных» при прохождении сигнала через дискриминатор в синапсе палочка –
биполяр палочки, «ложных фотонов» - через дискриминатор на выходе амакриновой
клетки. Модель количественно удовлетворяет экспериментальным результатам как
психофизических, так и электрофизиологических исследований.
Своеобразие реализуемого в зрительной системе двухуровневого механизма
дискриминации шумов в первичном сигнале, без накопления, позволяет в процессе
обработки сигнала оперировать сравнительно низкими уровнями сигналов и порогов
дискриминации (не более, чем в 3 раза превышающими уровень сигнала рецептора).
Использование традиционного в технике приёма предварительного, до
дискриминации, линейного накопления сигнала потребовало бы порогов и сигналов
в 60-80 раз больших, т.е. какого-то другого «высоковольтного» биологического
механизма.
Томилин М.Г. Стафеев С.К.
СПб НИУ ИТМО
Изобретение очков: дар божий или дьявольское наваждение?
или
Высоколобые в оптическом обмане не участвуют!
The Invention of Spectacles: God’s Gift or Diabolical Obsession?
or
Highbrow don’t participate in Optical Illusion
История изобретения очков содержит много неясных и противоречивых
свидетельств. Очки для корректировки дефектов зрения впервые появились в
Италии, являвшейся центром европейского стекловарения, скорее всего в Венеции
около 1285 года. Об исправлении старческого ослабления зрения с помощью стекол
писал римский папа Иоанн XXI, известный больше под именем Петра Испанского.
Необходимо подчеркнуть принципиальное различие в применении читальных
камней и очков. Если читальные камни были интегрированы с наблюдаемым
объектом для увеличения его изображения, то очки были интегрированы с глазом
для компенсации дефектов зрения. Первые очки позволили компенсировать
старческую дальнозоркость. Это принципиальное различие четко разделяет в
истории оптики период развития увеличительных линз и период изобретения и
усовершенствования очков.
Изобретение очков связано с началом производства прозрачного (хрустального)
стекла, впервые изготовленного на острове Мурано. Венецианские стеклодувы,
умевшие изготавливать стекла для читальных камней, позже создали линзы,
которые в оправе помещались перед глазами наблюдателя, вместо расположения их
на рассматриваемом тексте. Там же началось и производство очков, имевших
поначалу форму перевернутой буквы «V».
Последние исследования кардинально не изменили исторического контекста. В
любом случае, раньше 1286 года очки появиться не могли. Изобретатель не был
известным человеком; его имя вообще не сохранилось. Похоже, он был простым
мирянином или стекольщиком, который не сообщал о своем секрете по
соображениям коммерческой тайны. Первый устав о производстве очков был издан
в Венеции как руководство для работников с хрусталем и стеклом в 1300 году. В
нем говорилось о запрете покупать и продавать изделия из белого стекла, причем
различались очковые линзы и увеличительные стекла.
Ученые-оптики, имевшие к тому времени большой объем накопленных знаний
по отражающим и преломляющим средам, считали это изобретение вредным. Вот
как они объясняли свою позицию: Основная цель зрения – знать правду, линзы для
очков дают возможность видеть предметы большими или меньшими, чем они есть
в действительности... иной раз перевернутыми, деформированными и ошибочными.
Поэтому, если вы не хотите быть введенными в заблуждение, не пользуйтесь
линзами. Высоколобые в оптическом обмане не участвуют!
Первоначально ношение очков не только не приветствовалось, но и прямо
осуждалось церковью. Считалось, что человек не вправе «подправлять» свою
божественную природу и делать зрение острее, чем оно нам даровано свыше.
Недавно изобретенные очки безнравственны, – писал в XIII веке некий викарий из
Сомерсетшира, – поскольку они искажают естественное восприятие и являют
предметы в ненатуральном и фальшивом свете. Именно с этим связаны первые
почти всегда карикатурные или негативные изображения очков. Их носителями
показывались в основном сумасшедшие, алхимики или даже животные. Только
позже, по мере распространения этого, несомненно, полезного и важного
изобретения, в очках начинают изображать купцов, монахов, церковных иерархов и
даже святых. Тогда же очки становятся символом мудрости и начитанности.
Фафурин Г.Н.
РНБ
Западноевропейские книги по оптике в петербургских книжных лавках во
второй половине XVIII века
The Еuropean Optic’s books in Saint-Petersburg bookstores in the second half of 18th
century
В докладе будет представлен и проанализирован репертуар книг книжных
лавок Санкт-Петербурга (Академическая иностранная книжная лавка, первая
частная книжная лавка Иоганна Вейтбрехта) 60-70-х гг. XVIII века по точным
наукам – математике, физике, астрономии. Какое место среди них занимали книги
по оптике? Кто были авторы этих книг, из каких стран эти книги поставлялись, в
каком количестве? Каков был спрос на подобную литературу среди ученых
Петербургской Академии наук и образованной публики? Книги по оптике в
библиотеке Сухопутного Шляхетного Кадетского корпуса, Академической
библиотеке. Роль книг по оптике в становлении этой науки в России.
Филиппов В.Б.
Петербургское Отделение Математического института им. В.А. Стеклова РАН,
Гипотеза Гюйгенса. История и решение
Huygens Hypothesis. History and Solution
Волновая теория света, предпочтение которой имело место с древних времен,
привела к понятию скорости света и волнового фронта. Голландский физик Гюйгенс
выдвинул принцип, получивший впоследствии его имя, согласно которому
положение фронта в текущий момент времени может быть получен, как огибающая
фронтов, выпущенных из каждой точки фронта в прошедший момент времени.
Следуя своему принципу и рассматривая пограничную зону между освещенной
областью и зоной тени, как своеобразный фронт, Гюйгенс предположил, что свет
должен попадать и в зону тени. Эту гипотезу он выдвинул в конце 17 века.
Прошло полтора века. Физикам удалось измерить скорость света. Благодаря в
основном работам Максвелла стало ясно, что свет является высокочастотным
электромагнитным полем и следовательно описывается уравнениями, носящими его
имя. Таким образом, проблема распространения и дифракции света свелась к
решению краевых задач для уравнений Максвелла. К сожалению, эти задачи
допускают точное решение лишь для простейших случаев. В начале 20 века удалось
показать, что в задачах, допускающих точное решение, действительно, в зоне тени
решение отлично от нуля, хотя и очень мало (экспоненциально мало). Таким
образом, для простейших тел Гипотеза Гюйгенса была подтверждена. В общем
случае для поля в зоне тени были получены лишь формальные асимптотические
выражения.
В 60-е были разработаны методы получения формальных асимптотических
решений для задачи дифракции. Но эти решения носили лишь формальный
характер. Для освещенной области и полутени оправдание асимптотики было
получено в середине 60-х годов в работах В.М. Бабича и В.С. Буслаева.
Экспоненциально малое значение поля в зоне тени создавало дополнительные
трудности для обоснования, поскольку надо было поймать ничтожно малые
величины на фоне гораздо больших значений в освещенной области.
Работы по обоснованию коротковолновой асимптотики в зоне тени
проводились нами в 70-х годах. За основу была взята схема сведения краевой задачи
для уравнения Гельмгольца к интегральному уравнению Фредгольма второго рода
для тока на границе. Сначала был получен результат для решения краевой задачи с
точечным источником (функции Грина), лежащем на границе, в двумерном случае, в
предположении, что граница является аналитической кривой. Для ядра
интегрального уравнения была доказана экспоненциально точная оценка, того же
порядка малости, что и искомое решение. Это дало возможность ввести некоторое
нормированное функциональное пространство, в котором интегральное уравнение
можно было рассматривать, как операторное с малым по норме ядром. Из
стандартной оценки по норме следовала формула, дающая обоснование
асимптотики решения. В дальнейших работах аналогичный результат был получен
для областей, граница которых имеет конечную гладкость и точки источника и
наблюдателя не лежат на границе. Таким образом, гипотеза Гюйгенса была
полностью доказана спустя почти 300 лет.
1. Филиппов В.Б. О строгом оправдании коротковолновой асимптотики для
задачи дифракции в зоне тени. // В кн.: VI Всесоюзный симпозиум по дифракции и
распространения волн, (Цахкадзор, 1973), М.: Ереван, 1973. кн. II. С. 68-71.
2. Филиппов В.Б. О строгом оправдании коротковолновой асимптотики для
задачи дифракции в зоне тени. // Записки научных семинаров ЛОМИ. 1973. Т. 34.
Математические вопросы теории распространения волн. №5. С. 142-205.
Цой В.И.
Саратовский государственный университет.
Развитие понятия отрицательного показателя преломления
Development of the concept of а negative refraction index
В последнее время появились предложения изучать явления в средах с
отрицательным показателем преломления в общем курсе физики [1]. Однако надо
учитывать существенные трудности, возникающие при использовании
отрицательного показателя преломления.
Отрицательный показатель преломления n     0 может возникнуть, если
одновременно отрицательны электрическая   0 и магнитная   0 проницаемости
[2]. В этом случае направления потока энергии и фазы противоположны.
Отрицательное преломление подчиняется принципу Ферма. Однако выразить этот
принцип через время распространения затруднительно [2]. Это можно связать с тем,
что оптический путь в отрицательной среде n dl  c dt  0 требует отрицательного
времени.
Другой пример - неприменимость стандартных формул Френеля к случаю
отрицательного преломления [2]. Одного показателя преломления для полного
описания отражения и преломления волны недостаточно, так как
электродинамические свойства среды должны задаваться двумя проницаемостями
либо двумя их комбинациями. Заменив в формулах Френеля n на n /  , получим
формулы, справедливые при любых n .
При отрицательном преломлении фаза преломленной волны набегает навстречу
лучу на границу, где движение фазы пресекается. Поэтому точки границы
становятся стоками, а не источниками фазы. Таким образом, представление о
вторичных источниках на поверхности теряет привычную геометрическую
наглядность. Однако известные формулы для поля электромагнитного источника
Гюйгенса [3] вполне справедливы и в случае отрицательных проницаемостей.
Заметную методическую сложность имеет вопрос о знаке электромагнитного
давления в среде с отрицательным преломлением [2]. Вопрос о давлении поля в
среде непременно влечет за собой погружение в дискуссию о тензоре энергииимпульса поля в веществе [4], что создает особую трудность в случае
отрицательного показателя преломления.
1. А.А. Мамалуй и др. “Физическое образование в вузах", Том 19, № 1, с.8-18, 2013.
2. В.Г. Веселаго. УФН, 92 517 (1967) , 172, 1215 (2002), 173, 790 (2003), 179, 689
(2009).
3. В.В. Никольский. Электродинамика и распространение радиоволн. – М.: Наука,
1973.
4. В.П. Макаров, А.А. Рухадзе, УФН, 181, 1357-1368 (2011).
Чебакова О.В.
Оптическое общество им. Д.С. Рождественского
Оптика и науки её ближнего круга в построении физической картины мира
Optics and Sciences of its inner circle in the construction of a physical picture of the
world
Оптика прошла путь от античной науки о зрительных восприятиях до
современной оптики (раздел физики, который исследует испускание света,
распространение его в разных средах и взаимодействие с веществом). В разные
периоды истории нашей цивилизации, от протонауки, первичного разделения начала
наук и до наших дней, оптика находилась в составе других наук или получала
отдельный статус. Классификация наук постоянно требовала своего пересмотра,
отражая уровень относительного развития наук в поисках знания о мире. На
арабском Востоке это означало борьбу за развитие научной мысли и культуру
региона.
Оптика и науки её ближнего круга: Древний Китай – физика как
натурфилософия, медицина; Античность – первая научная картина мира по
Аристотелю, философия (физика + математика), метафизика, геометрия,
астрономия, оптика как наука о зрении, психология, медицина, архитектура,
искусство; Исламское средневековье – математика, астрономия, оптика, медицина,
языкознание, естествознание, философия, метеорология, космология, метафизика;
средневековая Европа - в семи «свободных искусствах» геометрия и астрономия,
физика как часть философии, а оптика – уже наука о свете, по Августину в обеих
сферах (рациональной и интеллектуальной) средством познания является свет, у Р.
Гроссетеста свет - физическая первооснова мира, у Р. Бэкона оптика – наука
чудесного искусства «перспектив», у Э. Вителло труд о «перспективе» - это
математическая-динамическая картина мира, Леонардо да Винчи, продолжая
изучать перспективу, создает новую живописную технику, И. Кеплер, дополняя
Вителло, разрабатывает теорию оптических систем и принцип расстояний в
Солнечной системе; Новое время – вторая научная картина мира (механическая) по
И. Ньютону, вторая научная революция, каноническая классификация наук Ф.
Бэкона и невозможность далее соединять многие науки в одно понятие физики,
выделяя при этом одну механику; параллель- но формулируются оптические
принципы (Р. Декарт, П. Ферма, И. Ньютон, Х. Гюйгенс. И. Гете, О. Френель, Дж.
Максвелл, Н.А. Умов) и третья (полевая) физическая картина мира.
Новейшее время: создана четвертая физическая картина мира (квантоворелятивистская), приведшая к утрате наглядности и понимания; А.Л. Чижевский
открыл физические факторы исторического процесса (излучение Солнца + история,
социология, политика, физиология, психология). Более 60-ти подразделов
современной оптики и 38 областей исследований специальности 01.04.05
свидетельствуют о необходимости выхода оптики из состава физики и возвращения
ей мировоззренческого статуса, с изменением классификации наук.
Чебакова О.В.
Оптическое общество им. Д.С. Рождественского
О голландских и немецких ученых в области оптики Средних веков и Нового
времени
The Dutch and German scientists in the field of Optics of the Middle ages and New
time
В знак уважения к предшественникам в области оптической науки из
Голландии и Германии и в связи с перекрестным годом культурного сотрудничества
с этими странами, первый Симпозиум по истории оптики проводится именно в С.Петербурге. А собирать имена ученых, имеющих труды по оптике, надо из разных
по уровню изданий по Истории физики, так как древнюю науку оптику неясным
образом в течение 18 века превратили в раздел физики, также - из Историй по
математике, астрономии, философии, медицине, искусству… Последняя история
оптики была издана в 1772 г. (Дж. Пристли, «История и современное состояние
открытий, относящихся к зрению, свету и цветам») и новое, иное издание
необходимо.
Голландия в области имен оптики Средних веков и Нового времени (т.е. до 1917г.):
Стевин Симон (1548-1620) – «Начала статики», принцип сохранения энергии,
Ганс и Захариас Янсены – получены патенты на подзорную трубу и микроскоп,
(1590),
Виллеброрд Снель ван Ройен (1580-1626) - открыл синусный закон преломления
света,
Христиан Гюйгенс (1629-1695) - «Трактат о свете» (1678) и (1690), принцип
Гюйгенса,
Антон ван Левенгук (1632-1723) – владел секретом улучшения качества
микроскопа (1674),
Лоренц Хендрик Антон (1853-1928)- «Об отражении и преломлении лучей света»
(1875),
Зееман Питер (1865-1943) - расщепление спектральных линий в магнитном поле, и
другие.
У Германии больше оптических имен, наиболее известные из них:
Кеплер Иоганн, (1571-1630) – первые расчеты оптических систем (1604), (1611),
Кирхер Афанасий (1602-1680) – «Великое искусство света и тени», (1645, опубл. в
1665),
Лейбниц Готфрид Вильгельм. (1646-1716) – принцип наименьшего действия
(1695),
Чирнгаузен Эренфрид Вальтер фон (1651 – 1708), - о «фокусных линиях» (16821690),
Эйлер Леонард (1707 – 1783), работа в России, «Диоптрика»(1771), хроматизм,
волна света,
Гаусс Карл Фридрих (1777-1855) – теория построения оптических изображений,
Фраунгофер Иозеф (1787 -1826) - линии в спектре Солнца (1814- 1815), о
дифракции (1821),
Зейдель Филипп Людвиг (1821-1896) – теория аберраций третьего порядка (1856),
Гельмгольц Герман Людвиг Ф.(1821-1894) - теории микроскопа, дисперсии света
(1874),
Кирхгоф Густав Роберт (1824-1887), - открытие спектрального анализа, о зонах
Френеля,
Аббе Эрнст Карл (1840-1905) – теория образования изображения в микроскопе
(1860,1872),
Герц Генрих Рудольф (1857-1894) – принцип наименьшей кривизны, идея кванта
света,
Планк Макс Карл Э. Людвиг (1858 – 1947) – идея кванта, принцип наименьшего
действия.
Следует отметить, что история принципа наименьшего действия восходит к
голландцу Стевину, далее следуют немцы Лейбниц и Планк, но между ними стоит
М.В. Ломоносов.
Шелепин Ю.Е. 1,2, Мирошников М.М. 3,4
1. Институт физиологии им. И.П.Павлова РАН,
2. С.-Петербургский госуниверситет,
3. ГОИ им.С. И. Вавилова,
4. Оптическое общество им. Д. С. Рождественского.
Зрительная картина мира в формировании человека и общества
Visual picture of the world in the formation of man and sosiety
Мозг приматов и человека преимущественно зрительный. Если явление трудно
поддается визуализации, то говорят данное явление не очевидно. Это связано с тем,
что именно конструкции зрительного мозга обеспечивают мыслительные процессы.
Особенности конструкций зрительной системы человека и приматов позволяют
создать универсальную модель мира - основой работы механизмов познания.
Принципы работы «зрительного» мозга таковы, что позволяют дать как почти
полное –«поточечное описание» окружающего мира, так и приписать этой картине
смысл – наполнить картину знаками и символами. Модель мира это динамический
процесс взаимодействия внешнего воздействия и внутреннего знания. Изображения
сцены может быть насыщено изображениями конкретных объектов и объектов,
имеющих скрытый смысл, присущий символам и знакам. Понимание которых,
требует специального знания и осознанного активного восприятия. Восприятие
некоторых простых признаков, например бессознательные реакции на большой или
малый движущийся объект закреплены генетически, хотя они и несут некий смысл скрытой угрозы. Окружающий мир и живописные работы даже при отсутствии
специальных знаков для восприятия которых требуется специальное знание и
осознанное восприятие осуществляют неосознанное воздействие (композиция,
колорит, тени). Зрительное восприятие определяется структурой изображения его
грамматикой, тезаурусом, потребностями и инструкцией, т.е. обстоятельствами.
«Обстоятельства» иногда сильнее нас, они меняют отношения к сцене, выбор
объектов и даже смысл знаков. В докладе будет рассмотрен особый мир
изображений обеспечивающих чисто зрительную невербальную коммуникацию.
Особый интерес представляет связь конструкций мозга обеспечивающих эти
важнейшие средства коммуникации- мимику, жесты, позы, и более сложные
построения присущие только человеку – произведения живописи и графики,
скульптуры, архитектура. Понимание единства восприятия и синтеза изображений
произошло еще на заре развития культур. В античном мире достигло совершенства,
были открыты иллюзии восприятия геометрически правильных сооружений и
архитекторы стали вносить заведомо искажения, компенсирующие эти иллюзии. В
докладе будет рассмотрена история построения зрительной картины мира и
современные нейрофизиологические исследования, открывшие алгоритмы и
конструкции построения этой картины.
Шелепин Ю.Е. 1,2, Мирошников М.М. 3,4
1. Институт физиологии им. И.П.Павлова РАН,
2. Санкт-Петербургский государствен- ный университет,
3. Государственный оптический институт им.С. И. Вавилова,
4. Оптическое общество им. Д. С. Рождественского.
Нейроиконика
Neuro-iconics
Технологический рывок в синтезе изображений приводит к происходящей в
последние десятилетия новой технической революции. Понимание этого произошло
еще до того как мощные средства синтеза изображений стали доступны практически
каждому человеку. Возникла новая наука – иконика - наука об изображениях - их
построении, передаче, восприятии и распознавании (образов). Оказалось, что знание
законов построения изображений является ключом к пониманию биологического и
социального поведения человека возникновения культур и технологий. Именно
благодаря иконике развиваетсяя самая успешная область -когнитивная психология.
Поэтому решено было выделить такую пограничную область как Нейроиконика –
наука об изображениях и нейронных механизмах, обеспечивающих представление
наблюдаемых изображений в мозгу живых организмов их восприятие и
распознавание. «Изображение – стимул» является ключом к открытию закрытых для
понимания конструкций мозга, а изображения активности этих структур как
откликов на стимулы - инструментом для понимания работы мозга. Отклики на
зрительные стимулы является важнейшей, но лишь составной частью деятельности
человека определяемой контекстом, потребностями и целью. Нейроиконика
находится на стыке с физиологией зрения, картированием мозга, когнитивной
психологией, оптикой, физиологической оптикой, цифровым синтезом и обработкой
изображений, распознаванием образов, семиотикой. Английские эквиваленты
пограничных с нейроиконикой разделов науки - Visual Science, Neuroimaging, Image
processing, Physiological optic, Neuroscience, Cognitive psychology, Pattern recognition.
Естественно считать и все виды искусства, в которых ключевым является
зрительное восприятие тесно связано с нейроиконикой. Следовательно,
деятельность человека, в основе которого изображение на сетчатке является
ключевым моментом является предметом нейроиконики. Для обеспечения
выживания и эффективной деятельности живого организма изображение должно
быть представлено в мозгу, распознано и в результате принято решение. Все
ключевые направления развития общества - информатика, нанотехнологии и
когнитивные науки являются неотъемлемой частью оптики.
Шилин Б.В.
Санкт-Петербургский научно-исследовательский центр экологической
безопасности РАН
Тепловая аэросъемка, история развития и состояние
Thermal infrared survey, history of development and condition
Тепловая инфракрасная аэросъёмка начала развиваться с 50-х гг. прошлого века
как метод военной разведки, первое «гражданское» направление – тепловая
аэросъёмка Гавайских вулканов в 1963 году за рубежом и тепловая аэросъёмка
вулканов Камчатки в 1967 году в нашей стране. Развитие технических средств –
оптико-электронных сканирующих систем теплового диапазона (авиационных
тепловизоров) связано с ГОИ им. С.И. Вавилова, а затем с Азовским оптикомеханическим заводом, где в период 1975-91 гг. были выпущены две модификации
серийных авиационных тепловизоров «Вулкан» и «Малахит». Последний, имеющий
современные высокие технические характеристики, в цифровом варианте успешно
эксплуатируется и в настоящее время. За почти 60-летний период развития метода
разработаны его теоретические основы – теплоинерционная модель формирования
температурного поля земной поверхности и технологии применения тепловой
аэросъёмки при решении широкого круга задач изучения природных ресурсов и
охраны среды. Это те задачи, где изменения температуры являются основным
индикатором объекта или процесса. Сюда относятся мониторинг действующих
вулканов и районов активной геотермальной деятельности, поиски некоторых видов
полезных ископаемых, экологические задачи – контроль загрязнений акваторий,
контроль состояния подземных систем теплоснабжения, борьба с лесными
пожарами и пожарами угольных месторождений, контроль популяций крупных
диких животных и т.д.
Шилин Б.В.
Санкт-Петербургский научно-исследовательский центр экологической
безопасности РАН
Видеоспектрометрия – магистральное направление развития аэрокосмических
методов оптического диапазона
Imaging spectrometry
В последние десятилетия создано новое поколение оптико-электронных
приборов – видеоспектрометры. Они регистрируют излучение объектов в
оптическом диапазоне 0.3 – 13.0 мкм с высоким пространственным и спектральным
разрешением с помощью приёмных матриц и полихроматоров. Излучение
разлагается в спектр в пределах поля обзора, а для формирования монохромных
узкоспектральных изображений конкретной фоноцелевой ситуации осуществляется
развёртка поля обзора. В аэрокосмических системах это реализуется за счёт
движения носителя, в полевых и лабораторных условиях – обычно движением
платформы с прибором. При этом формируется так называемый информационный
параллелепипед, данные по вертикальной координате которого представляют спектр
излучения любого малого объекта сцены, а информация по «срезу» является
монохромным изображением сцены. Первые видеоспектрометры были созданы в
Лаборатории реактивного движения (США), в России в СПбНУИТМО для проекта
«Фобос». К настоящему моменту за рубежом успешно используются несколько
десятков модификаций авиационных и космических видеоспектрометров. Имеются
полевые и лабораторные приборы. В РФ созданы несколько опытных образцов
видеоспектрометров с полихроматором на призме и дифракционной решётке.
Видеоспектрометры авиационного и космического базирования применяются как
для проведения фундаментальных исследований – изучения спектральных
характеристик фоноцелевых ансамблей, так и для решения задач изучения
природных ресурсов и охраны среды с использованием тонких спектральных
различий объектов. Полевые работы проводятся для изучения динамики
спектральных характеристик фоноцелевых ансамблей, в том числе под
воздействием различных неблагоприятных антропогенных факторов. Лабораторные
приборы позволяют, например, используя серии монохромных изображений,
выявить текст на нечитаемых другими средствами древних рукописях и т.п.
Юдовина Т.С.
СПб НИУ ИТМО
Научная школа академика Д.С. Рождественского
Academician Dmitry Rozhdestvensky and his scientific school
Академики АН СССР А.А. Лебедев, А.Н. Теренин, В.А. Фок, И.В. Обреимов,
член – корр. С.Э. Фриш, доктора наук А.И. Стожаров, В.К. Прокофьев и др. –
ученики Д.С. Рождественского, академика, профессора ЛГУ, организатора и первого
и директора ГОИ, члена Российского минералогического общества, члена
Метрологического совета Палаты мер и весов, члена общества любителей
естествознания, антропологии.
«Затянувшаяся гражданская война привела к тому, что в Университете
студентов почти не стало. Лаборанты ГОИ, имели отсрочки от призывов и
практически являлись единственными, аккуратными посетителями семинаров и
лекций. Активных студентов на физическом факультете было не больше, чем
преподавателей, и они оказались вовлеченными в самую гущу научной жизни того
времени. Молодые гоивцы были участниками всех семинаров, конференций,
съездов и основных заседаний, ведущихся на самом высоком уровне тогдашней
физики» (А.И. Стожаров). «Нам были розданы работы, даны необходимые указания,
как их начать и вести, а дальше - своя голова на плечах, своя инициатива, помощь и
советы товарищей. Беседы с руководителем, Д.С.Р., велись о результатах работ,
принципиальных трудностях, редко о мелких деталях. Основное обсуждение работ
велось на общих научных семинарах, на заседаниях отделения РФХО, членами
которого мы, молодежь, уже состояли»,- вспоминал В.К. Прокофьев.
«Он иногда давал своим молодым сотрудникам темы, превосходящие их силы”,
- вспоминал академик В.А. Фок.
На Лицейской медали девиз: «Для Общего Блага» - это девиз научной школы
Д.С. Рождественского, где опирались на нравственные ценности, с большим
уважением относились к личности каждого ученика.
Hoenders B.J.
University of Groningen Centre for Theoretical Physics, Zernike Institute for Advanced
Materials
Historical optical experiments and less known contributions by Voigt, Lorentz,
Abraham and Poincaré to the special theory of relativity
The history of the theory of special relativity (STR) is an intriguing subject. This
is because of the variety of the contributions made by various celebrated experimental and
theoretical physicists, as well as mathematicians.
We mention the important, almost forgotten work by Waldemar Voigt. He introduced
the Lorentz transformations (LT) as early as 1887, years before the final form of the LT
were introduced by Lorentz in 1904. Other important contributions to the STR were given
by Poincaré, who, e.g., even discussed the important concept of simultaneity already in
1897.
For over more than a century the STR was already foreshadowed by the optical
experiments of Bradley,Fizeau, Hoek, Arago, Airy, Sagnac, Michelson, Fresnel, Mascart,
Blondlot and others. In addition, electron optical experiments were carried out by
Bucherer, Neumann and Kaufmann. The rather delicate experiments performed by them
and others provided the experimental basis and justification of the STR.
The contributions to the STR of the scientists mentioned above, as well as those of
several others, will be analysed and commented. In particular the philosophical and
historical context will be elucidated. The sometimes enormous problems encountered by
the players in the field will be described and the various attempts for the solution analysed.
Schmidtke G.
Fraunhofer IPhMT, Germany
History of extreme ultraviolet (EUV) solar measurements in XX-XXI centuries:
From balloons to the International Space Station (ISS) as instrumental platforms
The Sun was one of the central points for observations as long as human cultures are
known. After researchers observed the extension of the solar rainbow spectrum towards
shorter wavelengths with increasing altitude measurements of the solar ultraviolet
spectrum started from balloons in 1934. The acquisition of spectra in the extreme
ultraviolet and soft X-ray spectral regions was beginning after 1946 using photographic
recordings aboard rockets. However, it took six more years to achieve good spectral
resolution below about 220 nm because servomechanisms had to be developed to fairly
accurate point the spectrographs to the sun during the rocket flight. Another big step
forward was achieved by the application of photoelectric recording technology and using
satellites as a platform to observe the strong variability of the solar EUV irradiance on
short-, medium- and long-term scales. The measurements have been strongly impeded by
the inherent degradation of the EUV instruments with time. This serious problem has been
solved only recently with the operation of an auto-calibrating spectrometer system aboard
the ISS.