我們看到的顏色只是大腦對不同波長的可見光(400nm~700nm)的一種編碼而已。而且不同生物能感受到或能看到的光譜波長是不一樣的。
關鍵詞:可見光,編碼
可見光
我們?nèi)祟惪吹降念伾皇谴竽X對不同波長的可見光(400nm~700nm)的一種編碼而已。而且不同生物能感受到或能看到的光譜波長是不一樣的。人類為什么只能看得見400nm~700nm 波長的光呢?
人類經(jīng)過進化,可以感知特定范圍的光,就是可見光,就是太陽輻射到達地球表面的最強的能量范圍的光,除此之外,還有存在大量其他類型的光。因為在數(shù)十億年的進化過程中,我們的星球的物種要適應這個環(huán)境,我們從最近的恒星太陽獲得的光,為了生存和繁榮,地球上的生命形式不得不進化,以便更好利用這個能量。
而且我認為經(jīng)過進化后的人類,只能見到可見光就已經(jīng)足夠可以生存下來,沒有必要進化出能夠看到所有光的器官。能見到太多的光譜反而是一種累贅,一方面消耗更多的能量來維持看到這些光譜的器官,另一方面接受太多的信息反而不能讓人類專注于當下。
況且有時候就連可見光的顏色也是一種干擾,讓人類只關注于物體的顏色而忽略隱藏的圖形(你可以想想看,你第一眼看到一個物體,是想關注到其顏色,還是其形狀?)。反倒是色盲的人,更能關注到物體的輪廓,更容易找到下圖中狙擊手的位置。
圖片來源:cutthecolour.wordpress.com
我們雖然可以通過一段時間的訓練,能夠辨別出我們看到的顏色的細微差別,例如一些顏色相關的工作者。但是,無論如何努力我們還是無法看到可見光波長400~700nm之外的其他電磁波。幸運的是人類發(fā)明了很多儀器設別來檢測和運用到可見光之外的其他電磁波。讓我們能通過更加全面的維度來認識我們熟悉的“光”,這個“光”不僅指著我們看到的,還包括眼睛看不到的。
編碼
究竟人類如何對可見光編碼呢?人類究竟能區(qū)分多少種顏色呢?
對于顏色,我們最熟悉的是牛頓的三棱鏡的色散實驗。一束白光照射到三棱鏡上能散射出不同顏色的光。由此知道我們所看到的白光,其實是有不同顏色的光組合在一起的。但是我們只能看到這紅橙黃綠青藍紫這7種顏色了嗎?
首先,我們之所以能看到東西,聽見聲音,聞到味道,嗅到氣味,感覺外界溫度的變化,這些都是因為神經(jīng)細胞之間通過傳遞的遞質(zhì)的交流,把信息傳達到大腦中,再讓大腦解讀這個信息的意思。
例如我們看到的一切光,形狀,顏色等等都是對應著一種刺激,一種外界對視網(wǎng)膜的刺激,不同的東西,對應著不同的刺激,神經(jīng)細胞把這些刺激傳遞到腦,我們就能看到這些東西 。
或者說我們不是真的看到東西,而是大腦讓我們的眼睛看到東西,如果大腦拒絕這個信息,或者由于某些原因斷絕了這些信號的傳送渠道,就算我們的眼睛有多明亮,我們還是盲的。而且,我們能在腦海中回憶出畫面及色彩,就算我們閉著眼睛。這些腦海中畫面更能說明,目前眼前看到的東西,都是大腦的信號。
所以理論上來說,我們能區(qū)分的顏色可以達到分子級的,即遞質(zhì),因為神經(jīng)突觸可以傳遞化學信號,就是說400nm~700nm之間分子尺寸下的間隔的顏色種類。不同遞質(zhì)的傳遞不同的可見光波長,在腦中形成不同的顏色。這就要我們制造出這么多不同的遞質(zhì)。但是之前也說了,人類進化的結(jié)果就就是人類無需區(qū)分如此多的可見光波長,只要無礙生存就可以了。但是對于有關顏色的工作者來說,長期的訓練可以幫助他們看到更多的微小區(qū)別的顏色。
事實上,我們看到的顏色僅僅依靠眼睛視網(wǎng)膜上的三種感光器,或者說感光細胞(以后會詳細介紹這些感光器),通過傳遞不同感官細胞受刺激的強弱情況,傳遞到大腦中來給不同波長的光進行編碼。將光信號轉(zhuǎn)化為電信號,其實神經(jīng)突觸傳遞的只是電信號。(后面原理詳細介紹)“一生二,二生三,三生萬物?!比N感官器足以識別所有可見光顏色,就是這個道理。