У людей трихроматическое цветовое зрение, то есть в наших глазах есть три типа цветовых рецепторов (называемых колбочками), которые позволяют нам воспринимать цвет. Три типа колбочек реагируют преимущественно на свет в красном, зеленом и синем диапазонах длин волн. Мозг объединяет входные данные от всех трех типов колбочек, чтобы произвести восприятие широкого спектра цветов.
Желтый цвет воспринимается, когда средне- и длинноволновые чувствительные колбочки (зеленые и красные колбочки) стимулируются на одинаковом уровне, в то время как коротковолновые чувствительные колбочки (синие колбочки) стимулируются минимально. Желтый свет имеет доминирующую длину волны приблизительно 570–590 нм, что находится между пиковыми чувствительностью красных и зеленых колбочек. Это стимулирует обе колбочки примерно одинаково и приводит к восприятию желтого цвета.
Желтая часть видимого спектра света активирует красные и зеленые колбочки одновременно в разной степени, в зависимости от точной длины волны. Это аддитивно смешивает красный и зеленый свет, чтобы создать ощущение желтого цвета.
Существуют многочисленные доказательства того, что люди способны воспринимать свет в желтом диапазоне длин волн как желтый цвет:
– Психофизические измерения показывают, что люди способны различать монохроматический желтый свет разных длин волн, что указывает на то, что зрительная система кодирует желтый цвет как отдельную перцептивную категорию, отличную от красного или зеленого.
– При просмотре цветового спектра люди последовательно идентифицируют полосу света около 570–590 нм как отчетливо желтую по внешнему виду, окруженную другими цветовыми полосами.
– Желтый цвет имеет совершенно иные перцептивные качества и субъективные переживания по сравнению с красным или зеленым, если рассматривать его изолированно.
– Смешение длин волн вблизи основных красного и зеленого цветов вызывает однозначное ощущение желтого цвета, что показывает, что зрительная система объединяет входные сигналы от двух типов колбочек.
– Люди способны называть и идентифицировать объекты как желтые на основе их спектров отражения.
Эксперименты по аддитивному смешиванию цветов, датируемые 19 веком, предоставили доказательства того, что смешивание света из красной и зеленой частей спектра производит восприятие желтого цвета:
– В 1872 году Огден Руд систематически смешивал спектральный красный и зеленый с помощью цветного колпачка и наблюдал, что смесь производила восприятие желтого цвета.
– В 1905 году Гилд провел эксперименты по сопоставлению, смешивая красный и зеленый спектральные лучи. Смесь казалась желтой, когда лучистая энергия была схожей.
– Последующие работы Стайлза, Шевилла и других в 1930-50-х годах с использованием аналогичных методов смешивания цветов последовательно обнаружили, что аддитивное смешивание света вблизи основных красных и зеленых цветов приводит к восприятию желтого цвета.
Современные теории оппонентных процессов цветового зрения объясняют восприятие желтого цвета с точки зрения кодирования зрительной системой желтизны как оппонентного цветового измерения, отдельного от красноты или зелени.
В частности, были идентифицированы нейроны в зрительном пути, которые избирательно реагируют на изменение цвета от желтого к синему независимо от какой-либо реакции на изменение цвета от красного к зеленому. Это свидетельствует о нейронных механизмах, настроенных специально для кодирования желтого цвета как уникального перцептивного атрибута.
Многие обычные объекты отражают желтый свет и кажутся желтыми:
– Желтые пигменты и красители использовались с доисторических времен, что подразумевает, что люди могут воспринимать их желтый цвет.
– Спелые бананы в основном отражают свет в желтом спектре.
– Желтые цветы, такие как нарциссы, обладают свойствами, которые специально отражают желтые длины волн.
– Сера дает характерный желтый цвет.
Широкое распространение и распознавание желтых объектов указывает на то, что люди должны быть способны воспринимать желтый свет.
Исследования цветового зрения младенцев предоставили доказательства того, что способность различать желтый цвет присутствует в очень раннем возрасте:
– Младенцы в возрасте 2–3 месяцев демонстрируют поведение, указывающее на то, что они могут различать желтый и синего цветов.
– Исследования с преимущественным взглядом показывают, что младенцы надежно отличают желтый от других цветов к 4 месяцам.
– Младенцы способны сортировать и группировать объекты на основе желтого цвета к 6-9 месяцам.
Это говорит о том, что перцептивная способность видеть желтый цвет является врожденной и частью нормального развития систем цветового зрения человека.
Люди с определенными типами цветовой слепоты, затрагивающими пути красно-зеленых колбочек, демонстрируют нарушение восприятия желтого цвета:
– Дейтераномалия (сниженная чувствительность к зеленому) приводит к менее яркому восприятию желтого цвета.
– Протанопия (отсутствие работающих красных колбочек) полностью исключает восприятие желтого цвета.
Эти состояния указывают на то, что для нормального восприятия желтого цвета необходимо сохранное функционирование как красной, так и зеленой колбочек, что косвенно свидетельствует о том, что оно является продуктом объединения сигналов обоих колбочек.
В совокупности обширные поведенческие, психофизические и неврологические данные убедительно указывают на то, что нормальное человеческое трихроматическое зрение по своей сути поддерживает восприятие желтого цвета. Смешивание активаций от красных и зеленых колбочек сетчатки вызывает отчетливый желтый перцептивный опыт. Зрительная система кодирует желтый как фундаментальную цветовую категорию, отдельную от других оттенков. Это позволяет людям легко различать, идентифицировать и называть желтые объекты на основе их уникальных спектральных отражательных свойств.
Восприятие желтого цвета начинается со стимуляции сетчатки светом в диапазоне длин волн желтого цвета (~570-590 нм). Этот свет активирует средне- и длинноволновые чувствительные фоторецепторы колбочек (зеленые и красные колбочки) примерно в равной степени.
Дифференциальные сигналы от красных и зеленых колбочек объединяются в ганглиозных клетках сетчатки и распространяются по зрительному пути к латеральному коленчатому ядру и, наконец, к V1 в зрительной коре.
Здесь клетки, чувствительные к цветовой антагонизме, извлекают желто-синий цветовой сигнал независимо от любого красно-зеленого сигнала. Это вызывает ощущение желтизны, отличное от других оттенков.
| Тип колбочек | Пиковая чувствительность (нм) |
|---|---|
| Короткая (S) – Синий | 420 |
| Средняя (M) – Зеленый | 534 |
| Длинная (L) – Красный | 564 |
В этой таблице показаны длины волн пиковой чувствительности трех различных типов фоторецепторов колбочек в сетчатке человека. Средне- и длинноволновые конусы имеют пики чувствительности, наиболее близкие к доминирующим желтым длинам волн 570-590 нм.
| Объект | Приблизительный пик отражения (нм) |
|---|---|
| Спелые бананы | 580 |
| Лимон | 575 |
| Желтый тюльпан | 585 |
| Перья канарейки | 570 |
| Порошок серы | 590 |
В этой таблице показаны приблизительные пиковые длины волн отражения некоторых распространенных желтых объектов. В каждом случае доминирующий отраженный свет близко совпадает с длинами волн, воспринимаемыми зрительной системой человека как желтые.
Вот краткая хронология, показывающая раннее широкое использование желтых пигментов и красителей, подразумевающая, что люди могли воспринимать их желтый цвет:
– 70 000 г. до н. э. – Желтые охристые пигменты использовались в наскальных рисунках во время палеолита.
– 6000 г. до н. э. – Куркума выращивалась как желтый краситель в Индии.
– 3000 г. до н. э. – Желтые красители, извлеченные из шафрана, впервые использовались в Эгейском и Средиземноморье.
– 1400 г. до н. э. – Древние перуанцы производили желтые красители из растений.
– 1200 г. до н. э. – Желтые пигменты, изготовленные из сульфида мышьяка, использовались в Древнем Египте.
Психофизические тесты могут количественно оценить восприятие желтого цвета, попросив испытуемых сопоставить цвет или различить похожие желтые оттенки:
– Различение длины волны – проверьте наименьшее обнаруживаемое различие в длине волны монохроматического желтого света.
– Различение оттенка – измерьте точность различения похожих оттенков желтого цвета.
– Сопоставление цветов – попросите испытуемых смешать красный и зеленый свет, чтобы получить желтый свет.
– Названия цветов – представьте цвета с различными спектральными профилями и подсчитайте, когда сообщается о желтом цвете.
Используя эти психофизические методы, перцептивный опыт желтого цвета можно количественно оценить с высокой специфичностью. Это обеспечивает числовые показатели того, насколько эффективно зрительная система обрабатывает свет в желтом спектральном диапазоне.
Желтый цвет развил культурные ассоциации и значения в человеческих обществах из-за его восприятия:
– Во многих культурах желтый цвет означает тепло, солнечный свет и счастье.
– Желтый цвет ассоциируется с оптимизмом, просвещением и воображением. Это цвет инноваций и исследований.
– В некоторых контекстах желтый цвет олицетворяет трусость или обман.
– Желтый цвет широко используется в искусстве и архитектуре из-за своей яркости. Винсент Ван Гог создал знаковые желтые картины.
– В Китае желтый был цветом императора, и его могли носить только члены императорской семьи.
Разнообразная символика и применение желтого цвета в культурах и истории указывают на то, что он последовательно воспринимается людьми как отдельный цвет.
Многие виды растений, животных и минералов, встречающиеся в природе, имеют желтую окраску из-за их спектрального отражения и цветового зрения человека:
– Желтые цветы, такие как нарциссы, одуванчики и тюльпаны, опыляются насекомыми, которые могут видеть желтый цвет.
– Желтые и черные полосы на пчелах и других насекомых служат предупреждением.
– Осенние листья желтеют из-за распада хлорофилла по мере приближения зимы.
– Серосодержащие минералы образуют желтые отложения и скальные образования.
Широкое распространение желтого цвета в естественном мире является дополнительным доказательством того, что это визуально заметный цвет для людей. Организмы эволюционируют, чтобы использовать цвета, которые мы можем воспринимать.
Некоторые практические приложения, которые полагаются на восприятие желтого цвета:
– Светофоры и знаки – Желтый цвет предупреждает водителей о неизбежности замедления или остановки.
– Защитные жилеты и оборудование – Яркий желтый цвет обеспечивает безопасность работников.
– Пищевой краситель – Желтые оттенки делают еду более привлекательной.
– Проверка зрения – Идентификация цифр на желтых пластинах Ишихары для проверки на дальтонизм.
– Фотография – Желтые фотографические фильтры изменяют спектр света, проходящего через линзу.
– Лазеры – Некоторые лазеры излучают желтый свет с длиной волны 594 нм, используя чувствительность глаза.
Способность видеть желтый цвет позволяет использовать его в важных сигнальных приложениях, где он обеспечивает оптимальную видимость и хорошо контрастирует с другими цветами.
Восприятие желтого цвета зависит от специфических фотопигментов колбочек, экспрессируемых в сетчатке животного. Вот несколько примеров:
– Пчелы хорошо видят желтый цвет благодаря фоторецепторам, чувствительным к ультрафиолетовому, синему и зеленому свету.
– У птиц есть четыре типа колбочек, включая специфические рецепторы для красного и зеленого света, которые позволяют им воспринимать желтый цвет.
– У собак есть только два типа колбочек, и они не могут отличить желтый от зеленого.
– У некоторых приматов также отсутствует трихроматическое цветовое зрение, и они не видят желтый цвет так же, как люди.
Таким образом, хотя многие животные могут воспринимать желтый цвет, нейрофизиологическая основа этого различается у разных видов в зависимости от их зрительных систем. Только организмы с отдельными красным и зеленым каналами видят желтый цвет, как люди.
В теории цвета желтый играет важную роль как один из основных цветов с психологической точки зрения наряду с красным и синим:
– При смешивании в различных пропорциях эти основные оттенки могут создавать большинство других цветов.
– Желтый стимулирует активность и привлекает внимание, контрастируя с успокаивающим эффектом синего.
– Чистый желтый свет в равной степени стимулирует как красные, так и зеленые колбочки сетчатки, создавая восприятие желтого цвета.
– На цветовом круге RYB желтый находится посередине между красным и зеленым, представляя собой аддитивную смесь этих длин волн.
Включение желтого цвета в качестве основного цвета указывает на то, что ученые, изучающие цвет, признают его необходимым для создания большинства цветов, видимых человеческим глазом.
Способность воспринимать желтый цвет, вероятно, развилась довольно рано в истории эволюции человека. Вот некоторые доказательства этого:
– Обезьяны Старого Света и человекообразные обезьяны также обладают трихроматическим цветовым зрением, что позволяет предположить, что эта черта развилась по крайней мере 30–40 миллионов лет назад.
– Цветовое зрение обеспечивало адаптивные преимущества, связанные с поиском фруктов, выбором партнеров и выявлением угроз.
– Трихроматия позволяла самкам-собирателям легче замечать желтые/красные спелые фрукты на фоне зеленой листвы.
– Обнаружение желтых цветов и насекомых обеспечивало репродуктивное преимущество.
Поскольку трихроматическое цветовое зрение широко распространено среди приматов, вполне вероятно, что наши общие предки обладали способностью воспринимать желтый цвет много миллионов лет назад, что обеспечивало эволюционное преимущество.
Подводя итог, можно сказать, что многочисленные психологические, психофизические, анатомические, культурные и эволюционные свидетельства подтверждают, что люди видят свет в желтом диапазоне длин волн примерно от 570 до 590 нм как особый желтый цвет. Это восприятие основано на трихроматической зрительной системе, кодирующей желтый цвет как элементарную цветовую категорию посредством дифференциальной реакции колбочковых фоторецепторов. Способность различать желтый цвет обеспечивала важные адаптивные преимущества на протяжении всей истории человечества и по-прежнему выполняет жизненно важные функции в современном обществе. Поэтому мы можем с уверенностью заключить, что нормальное человеческое зрение включает в себя способность воспринимать желтый цвет.