Цвет — увлекательная и сложная тема, которая давно интригует ученых, философов и художников. Само существование цвета зависит от уникальной биологии человеческого зрения. Но является ли цвет по сути просто творением нашего мозга? Или он имеет некоторую основу в объективной реальности?
Чтобы понять, откуда берется цвет, нам сначала нужно немного разобраться в том, как работает цветовое зрение человека. Свет, видимый человеком, имеет длину волны в диапазоне примерно от 400 до 700 нанометров. Различные длины волн соответствуют различным цветам: от фиолетового (более короткие волны) до красного (более длинные волны).
Сетчатка в задней части глаза содержит два типа светочувствительных клеток: палочки и колбочки. Палочки обеспечивают зрение при слабом освещении, в то время как колбочки отвечают за цветовое зрение. Существует три типа колбочек, каждый из которых содержит пигменты, чувствительные к разным длинам волн света:
Зрительная кора головного мозга получает сигналы от колбочек и объединяет их для создания ощущения цвета. Например, срабатывание L-колбочек по отдельности может восприниматься как красный цвет, в то время как срабатывание M и L-колбочек вместе воспринимается как желтый цвет.
Учитывая задействованные биологические процессы, может показаться, что цвет должен иметь объективную реальность, основанную на длине волны. Однако мы знаем, что восприятие цвета более сложно и субъективно. Вот несколько ключевых примеров:
Эти примеры показывают, что цвет включает в себя сложную обработку в мозге, выходящую за рамки простого приема длин волн света. Это говорит о том, что цвет соответствует, по крайней мере, частично психологическому явлению, а не только физике.
Дополнительные доказательства субъективности цвета исходят из исследований культурных различий в восприятии цвета. Разные культуры разделяют непрерывный спектр цвета на категориальные цвета, такие как «синий», «зеленый» и «фиолетовый», совершенно по-разному. Вот данные о том, как некоторые культуры по-разному классифицируют цвета:
| Культура | Количество основных цветовых категорий |
|---|---|
| Племя пираха (Амазонка) | 3 |
| Куба | 5 |
| Россия | 12 |
| Английский | 11 |
Например, у племени пираха есть слова только для темного, яркого и красного. Это связано с различиями в способности различать цвета. Если бы цвета были чисто объективной физикой, таких драматических культурных различий, вероятно, не существовало бы.
Дальтонизм дает другой угол зрения на роль мозга в цвете. Примерно 1 из 12 мужчин и 1 из 200 женщин имеют некоторую форму дальтонизма. Наиболее распространенной формой является красно-зеленый дефицит, вызванный отсутствием колбочек M или L:
| Тип дальтонизма | Дефицит колбочек |
|---|---|
| Протанопия | Отсутствие колбочек L (красных) |
| Дейтеранопия | Отсутствие колбочек M (зеленых) |
| Тританопия | Отсутствие колбочек S (синих) |
Люди с такими состояниями имеют совершенно иное субъективное восприятие цвета, чем типичные наблюдатели. Например, протанопы и дейтеранопы не могут различать красные и зеленые оттенки, в то время как тританопы видят синий и желтый по-разному. Это снова указывает на зависимость цвета от нашего мозга.
Ученые и философы размышляли о физической и психологической природе цвета на протяжении столетий. Вот некоторые из основных точек зрения на эту тему:
В целом доказательства указывают от чисто объективного взгляда на цвет как продукт мозга. Но есть веские аргументы со всех сторон. Большинство современных мыслителей принимают ту или иную версию реляционной или элиминативистской точки зрения.
Существует интересное явление «цветового постоянства», которое дает представление о восприятии цвета. Длины волн света, отражающегося от поверхностей, на самом деле резко меняются в зависимости от таких факторов, как условия освещения. Тем не менее, поверхности, как правило, кажутся стабильными по цвету.
Например, красное яблоко отражает разные длины волн, если смотреть на него под желтым светом лампы накаливания и под синим дневным светом. Тем не менее, наша зрительная система компенсирует это, поэтому яблоко выглядит красным в обоих случаях. Такое цветовое постоянство указывает на сложную обработку мозгом.
Цветовое постоянство — один из примеров того, как наше восприятие расходится с сырой сенсорной информацией, поступающей в наши глаза. Другие примеры перцептивного постоянства включают постоянство формы, размера, яркости и глубины. Очевидно, что наш мозг делает гораздо больше, чем просто пассивно регистрирует информацию о длине волны.
Как упоминалось ранее, цветовая слепота затрагивает значительную часть мужского населения, но встречается гораздо реже у женщин. Это связано с генетикой клеток-колбочек, распознающих цвет:
Есть некоторые редкие случаи, когда женщины могут быть дальтониками, если они унаследуют две дефектные копии гена колбочки. Но в целом избыточная Х-хромосома защищает женщин от серьезных нарушений цветового зрения.
Хотя дальтонизм представляет собой потерю нормального цветового восприятия, существуют также редкие случаи улучшенного цветового зрения, известного как тетрахроматия. Это чаще встречается у женщин из-за генетики дополнительной Х-хромосомы:
Такое тетрахроматическое зрение подчеркивает, что наше типичное трихроматическое зрение — не единственный способ воспринимать цвет. Сама структура сенсорных систем человека формирует качественную природу цвета.
Человеческое восприятие цвета также оказывается в центре внимания при сравнении с другими видами. Многие нечеловеческие виды имеют очень разные системы цветового зрения:
Царство животных демонстрирует огромное разнообразие в восприятии цвета. Уникальные цветовые чувства каждого вида показывают, в какой степени цвет является конструкцией конкретной зрительной системы.
Древние греки были одними из первых, кто размышлял о сущности цвета. Возникли две ранние точки зрения:
Эти позиции предвосхитили споры о субъективном и объективном, которые продолжаются и сегодня. Древние греки также признавали, что для цвета требуются как световое, так и визуальное восприятие, и это понимание было подтверждено гораздо позже современной оптикой.
В XVIII веке Исаак Ньютон и Иоганн Вольфганг фон Гете спорили о природе цвета. Ньютон рассматривал цвет как чисто физическое явление:
Гете видел цвет более психологически и физиологически:
Хотя оптические теории Ньютона оказались более научно обоснованными, точка зрения Гете лучше отражает субъективные аспекты восприятия цвета.
В 1950-х годах ученые разработали влиятельную биологическую теорию того, как работает цветовое зрение, называемую теорией оппонентного процесса. Согласно этой теории:
Хотя это и не полная теория цвета, она демонстрирует, что наши зрительные системы создают цвет, используя процессы, выходящие за рамки простого определения длины волны.
Вопрос о том, является ли цвет физически реальным или просто психологическим явлением, обсуждался на протяжении столетий. Современные данные показывают, что, хотя восприятие цвета связано с физическим светом, оно во многом зависит от биологических процессов в глазу и мозге. Такие факторы, как культурный релятивизм, цветовая слепота и нейронная обработка, демонстрируют сложность цветового восприятия. Хотя цвет и не полностью отделен от физики внешнего мира, он, несомненно, опирается на психологические функции разума.