Загадка падающей кошки и фундаментальная физика - Грегори Гбур

Во время визита к Марею Мейбридж привез с собой фотографии птиц в полете, о которых тот просил. Они оказались некачественными и не годились для целей Марея — изображения на них не были полностью сформированы, к тому же на них невозможно было рассмотреть отдельные движения крыла. Марей решил продолжить свои исследования при помощи собственного специального оборудования, и к началу 1882 г. он разработал так называемое fusil photographique — «фотографическое ружье», способное делать серию снимков на ленте фотопленки.

Наверное, Марей одним из первых в мире предпринял своеобразное «фотосафари», во время которого он стрелял животных при помощи фотокамеры вместо ружья. Нет, другие фотолюбители и раньше делали что-то вроде фоторужей, но их ружья делали лишь единичные снимки, тогда как фоторужье Марея способно было сделать серию последовательных снимков. Стрельба Марея, обходившаяся без жертв, привлекла внимание жителей в окрестностях его итальянского дома в Позиллипо. Рассказывают, что они называли его «lo scemo di Posillipo» — «дурачком из Позиллипо».

Фоторужье стало очень удобным приспособлением и большим шагом вперед в фотографировании движения, но само по себе оно не обеспечивало стабильной опоры для съемки; кроме того, оно давало отдельные фотографии, расположенные на диске по кругу, и их, чтобы рассматривать как следует, нужно было еще вырезать и правильно расположить. К середине 1882 г. Марей разработал еще одну камеру, которую уже можно было надежно закрепить, чтобы она сняла все фазы движения животного на одну цельную фотографическую пленку. В этой камере использовалась единая неподвижная фотопластинка, части которой экспонировались последовательно, мгновение за мгновением, при помощи отверстий, прорезанных во вращающемся диске. Марей представил первые результаты, полученные при помощи новой камеры, в июле 1882 г.; на одном снимке были зафиксированы все фазы движений бегущего человека. Вскоре после этого Марей назвал свой новый фотографический метод в применении к физиологии хронофотографией.

Подобные исследования, а также необходимые для них помещения и оборудование должны были стоить немалых денег — наверняка больше, чем Марей мог бы выделить из собственных средств. К счастью, в 1880 г. он познакомился с Жоржем Демени — патриотически настроенным молодым человеком, стремившимся улучшить физическую подготовку своих соотечественников. Французы тогда потерпели серьезное поражение от пруссаков в ходе Франко-прусской войны (1870–1871 гг.). После войны уровень рождаемости в стране упал, и были реальные опасения, что народ Франции деградирует физически и морально. Считалось, что, если страна хочет избежать будущих поражений, ее народу жизненно необходимы физическое образование и физическая подготовка, и военные вкладывали в них значительные средства. Военное министерство и прежде обращалось к Марею с предложением применить его наработки по исследованию движения с целью улучшения здоровья и физической подготовки солдат. Когда Демени попросил помочь ему с этой работой, Марей увидел в нем одновременно талантливого сотрудника и человека, способного управляться с повседневными практическими вопросами, предоставляя ему самому возможность свободно заниматься чистой наукой.

После долгой бюрократической возни в конце 1882 г. Марей организовал постоянную Физиологическую станцию на западной окраине Парижа. Теперь у него были помощники, земля и средства на исследование практически любого вопроса, который заинтересовал бы его. Так, одним из недостатков новейшей хронофотографической камеры Марея было то, что медленно движущиеся объекты давали на снимке перекрывающиеся изображения. К примеру, человек за один шаг проходит очень маленькое расстояние: попытка проанализировать его походку при помощи хронофотографии давала в результате неразличимую смесь изображений. Марей и здесь проявил изобретательность. Он решил, что ему совершенно не обязательно — да и не нужно — видеть на каждом изображении весь объект, то есть человека целиком. Ученый одел испытуемого в темную одежду и прорисовал простые белые линии вдоль рук и ног — и теперь движение можно было увидеть без труда. Стратегия Марея чем-то напоминала ту, что используется сегодня в цифровых системах захвата движения, где в ключевых местах тел актеров размещаются специальные опорные точки; эти точки можно использовать при последующей обработке записи для определения пространственного положения и ориентации тела действующих лиц.

В 1884 г. вечно занятый Марей взял короткий отпуск от фотографии, чтобы исследовать вспышку холеры, бушевавшую тогда во Франции. Вместе с микробиологом Луи Пастером он возглавил специальный комитет, целью которого было выяснить происхождение эпидемии и остановить ее. Воспользовавшись статистическими данными и точными картами, Марей и Пастер убедили остальных членов комитета в том, что болезнь распространяется с зараженной водой.

Вернувшись на Физиологическую станцию, которую на время своего отсутствия он оставил на попечение Демени, Марей возобновил исследование животных. Придуманное им «схематическое» решение по съемке медленно движущихся объектов было по-прежнему недостаточным во многих ситуациях, представлявших для него интерес. Фотографирование движущегося животного спереди или сзади тоже могло дать ученым важную информацию, но животное в поле зрения камеры при этом будет оставаться практически на месте, а на снимке в результате получится лишь размытое пятно. Более того, интерес для Марея представляли и некоторые стационарные виды деятельности: боксер, наносящий удар; музыкант, играющий на скрипке; солдат, поднимающий груз. Во всех этих случаях субъект не должен никуда идти или бежать, так что существующая система была бы неэффективна. Поскольку объект съемки двигаться не будет, очевидным решением стало бы двигать пленку внутри камеры. Однако Марей обнаружил, что стеклянные фотопластинки, которыми тогда по-прежнему пользовались, невозможно легко и надежно двигать во время серийной съемки и что изображения, которые при этом получаются, далеки от его высоких стандартов качества.

На этот раз решение пришло из внешнего источника. В конце 1888 г. во Францию поступили фотографические пленки на бумажной основе из США, изобретенные Джорджем Истманом в Рочестере, штат Нью-Йорк. Теперь Марей мог переделать свою камеру так, чтобы рулон пленки проматывался перед объективом, давая временну́ю последовательность изображений на полоске пленки. Его конструкция очень напоминала конструкцию кинокамеры. После такой доработки не осталось практически ничего, что невозможно было бы запечатлеть в движении. К 1892 г. Марей уже снимал действия любых животных, каких ему удавалось достать, от коз и собак до насекомых, уток и лошадей.