03.颜色就是你能看到光《颜色-不是你想象的那样(第二版)》

03.颜色就是你能看到光《颜色-不是你想象的那样(第二版)》

我们看到的颜色只是大脑对不同波长的可见光(400nm~700nm)的一种编码而已。而且不同生物能感受到或能看到的光谱波长是不一样的。

关键词:可见光,编码

01

可见光

我们人类看到的颜色只是大脑对不同波长的可见光(400nm~700nm)的一种编码而已。而且不同生物能感受到或能看到的光谱波长是不一样的。人类为什么只能看得见400nm~700nm 波长的光呢?

人类经过进化,可以感知特定范围的光,就是可见光,就是太阳辐射到达地球表面的最强的能量范围的光,除此之外,还有存在大量其他类型的光。因为在数十亿年的进化过程中,我们的星球的物种要适应这个环境,我们从最近的恒星太阳获得的光,为了生存和繁荣,地球上的生命形式不得不进化,以便更好利用这个能量。

而且我认为经过进化后的人类,只能见到可见光就已经足够可以生存下来,没有必要进化出能够看到所有光的器官。能见到太多的光谱反而是一种累赘,一方面消耗更多的能量来维持看到这些光谱的器官,另一方面接受太多的信息反而不能让人类专注于当下。

况且有时候就连可见光的颜色也是一种干扰,让人类只关注于物体的颜色而忽略隐藏的图形(你可以想想看,你第一眼看到一个物体,是想关注到其颜色,还是其形状?)。反倒是色盲的人,更能关注到物体的轮廓,更容易找到下图中狙击手的位置。

图片来源:cutthecolour.wordpress.com

我们虽然可以通过一段时间的训练,能够辨别出我们看到的颜色的细微差别,例如一些颜色相关的工作者。但是,无论如何努力我们还是无法看到可见光波长400~700nm之外的其他电磁波。幸运的是人类发明了很多仪器设别来检测和运用到可见光之外的其他电磁波。让我们能通过更加全面的维度来认识我们熟悉的“光”,这个“光”不仅指着我们看到的,还包括眼睛看不到的。

02

编码

究竟人类如何对可见光编码呢?人类究竟能区分多少种颜色呢?

对于颜色,我们最熟悉的是牛顿的三棱镜的色散实验。一束白光照射到三棱镜上能散射出不同颜色的光。由此知道我们所看到的白光,其实是有不同颜色的光组合在一起的。但是我们只能看到这红橙黄绿青蓝紫这7种颜色了吗?

首先,我们之所以能看到东西,听见声音,闻到味道,嗅到气味,感觉外界温度的变化,这些都是因为神经细胞之间通过传递的递质的交流,把信息传达到大脑中,再让大脑解读这个信息的意思。

例如我们看到的一切光,形状,颜色等等都是对应着一种刺激,一种外界对视网膜的刺激,不同的东西,对应着不同的刺激,神经细胞把这些刺激传递到脑,我们就能看到这些东西 。

或者说我们不是真的看到东西,而是大脑让我们的眼睛看到东西,如果大脑拒绝这个信息,或者由于某些原因断绝了这些信号的传送渠道,就算我们的眼睛有多明亮,我们还是盲的。而且,我们能在脑海中回忆出画面及色彩,就算我们闭着眼睛。这些脑海中画面更能说明,目前眼前看到的东西,都是大脑的信号。

所以理论上来说,我们能区分的颜色可以达到分子级的,即递质,因为神经突触可以传递化学信号,就是说400nm~700nm之间分子尺寸下的间隔的颜色种类。不同递质的传递不同的可见光波长,在脑中形成不同的颜色。这就要我们制造出这么多不同的递质。但是之前也说了,人类进化的结果就就是人类无需区分如此多的可见光波长,只要无碍生存就可以了。但是对于有关颜色的工作者来说,长期的训练可以帮助他们看到更多的微小区别的颜色。

事实上,我们看到的颜色仅仅依靠眼睛视网膜上的三种感光器,或者说感光细胞(以后会详细介绍这些感光器),通过传递不同感官细胞受刺激的强弱情况,传递到大脑中来给不同波长的光进行编码。将光信号转化为电信号,其实神经突触传递的只是电信号。(后面原理详细介绍)“一生二,二生三,三生万物。”三种感官器足以识别所有可见光颜色,就是这个道理。

知识账本

我们看到的颜色只是大脑对不同波长的可见光(400nm~700nm)的一种编码而已。而且不同生物能感受到或能看到的光谱波长是不一样的。

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