Посмотрите вокруг себя. Вас с самого рождения окружает иллюзия, «дополнительная реальность», которая будучи хорошим приспособлением настолько привычна, что подобно воздуху, для нас абсолютно незаметна.
Например, радугу человек показывает как бы только себе: ее существование связано с особенностями человеческого зрения и зависит от конических фоторецепторов в ваших глазах — для других живых существ, не имеющих подобных конусов-колбочек, радуга вообще не существует. Таким образом, вы не просто смотрите на радугу — вы создаете ее.
Дадим слово Эрвину Шрёдингеру, нобелевскому лауреату по физике, одному из создателей квантовой механики, более известному широкой публике благодаря одному коту: «Если вы спросите у физика, что, в его понимании, есть желтый свет, он вам ответит, что это поперечные электромагнитные волны, длина которых примерно равна 590 нанометрам (нм). Если вы спросите его: «а где тут желтый?», то он ответит: «в моей картине его нет совсем, но когда эти колебания попадают на сетчатку здорового глаза, у человека, которому принадлежит этот глаз, возникает ощущение желтого цвета.»
Однако, ощущение цвета невозможно объяснить в рамках объективной картины волн света, имеющейся у физиков. Доказательством тому служат зрительные иллюзии, цветные сны с закрытыми глазами и люди, споcобные видеть цвет иными органами чувств.
Обман зрения
Зрительные иллюзии раскрывают некоторые аспекты того, как работает зрение. Если пристально смотреть на точку в центре черно-белого изображения в течение 15 секунд, то картинка обретает краски.
Давайте посмотрим на ещё одну иллюзию. По русски она называется — бегущий салатовый круг, на английском звучит она более интересно, — сиреневый охотник или Пак—ман иллюзия. Основана она на эффекте Трокслера.
Что здесь необычного? Через мгновения на месте пропадающих фиолетовых пятен появляется зеленое пятно, носящееся по кругу.
Но его ведь в реальности нет! Электромагнитные волны из диапазона спектра 500–565 нанометров нам физически не попадают на сетчатку глаза.
Это так же необычно, как если бы мы слышали мелодию песни, и при этом в ухо на барабанную перепонку не поступали бы звуковые колебания. А если сконцентрироваться на крестике, то фиолетовые пятна пропадают вовсе.
Вот статический кадр из гифки выше, который отображает реальность. Физически присутствуют только фиолетовые кружки. Зеленого нет ни на одном из кадров. Это ещё одно подтверждение нефизической природы цвета. Более того, когда мы видим цветные сны, глаза вообще закрыты.
Сконцентрируйте взгляд на центр картинки. Через некоторое время расплывчатые цветные образы исчезнут и превратятся в сплошной белый фон, исчезнув таким образом. Картинка не гиф. Здесь напротив, электромагнитные волны, отвечающие за цвета, попадают к нам в глаза, но цвета мы перестаем видеть.
Если посмотреть на центральные плитки кубика на вершине и на стороне повернутой к нам, то видно, что в первом случае плитка имеет коричневый цвет. Во втором — оранжевый. Это наше восприятие реальности. Но физическая реальность такова, что эти две плитки одно и то же.
Цветные цифры
«Я сказала моему отцу: я поняла, что для того, чтобы написать букву „R“ все, что я должна сделать, это сначала написать „P“ и затем провести линию вниз от её петли. И я была так удивлена, что могу превратить желтую букву в оранжевую букву, только добавив линию», — писала Патриция Лин Даффи, писатель и синестетик.
У некоторых людей раздражение одних органов чувств вызывает как специфические для него ощущения, так и ощущения, соответствующие другому органу чувств. Это явление называется синестезией, что с греческого переводится как совместное чувство.
То есть человек может смотреть на движущиеся картинки и при этом слышать звук. Или для него каждая цифра или буква может иметь собственный цвет, как на рисунке ниже. Цветные цифры это самый распространенный вид синестезии.
Кстати интересно, что увидит Патриция, если оранжевая для неё Р будет написана салатовыми чернилами?
То есть совсем не обязательно чтобы цвет был связан с определенной длиной электромагнитной волны. Цвет может порождаться звуковыми колебаниями, а звук, например, определенной анимацией.
Нобелевский лауреат по физике, Ричард Фейнман говорил, —»Когда я вижу уравнения, я вижу буквы в цвете — я не знаю, почему.» Да, он тоже был синестетиком.
Джеймс Ваннертон чувствует слова на вкус. Нью—Йорк для него по вкусу как вареное яйцо, а Лондон — как картофельное пюре. А другой человек, Макаллистер, видит музыку.
У него на звук реагируют участки отвечающие за слух и зрение.
Поразительно, что он слеп с 12 лет: «Когда я слышу музыку, у меня перед глазами появляются разноцветные вспышки, мне кажется, что вижу даже больше прекрасных цветов, чем зрячие люди.»
И вот, чтобы проверить, не врут ли люди и не сумасшедшие ли они, разработаны вот такие тесты, как на рисунке ниже. На листке напечатано много пятерок и двоек. Обычный человек сравнительно долго ищет двойки, для него все цифры на одно лицо. Синестетику же не нужно время на рассматривание каждой цифры. Он сразу видит образуемую двойками красную пирамиду.
Феномен цвета
Учеными проводились эксперименты на восприятие искусственными нейронными сетями (ИНС) иллюзий. Восприятие освещенности выбранной точки зависело от окружающей структуры, от контекста, в которой она находилась.
Так же на формирование иллюзии влиял предыдущий опыт, стереотипность восприятия.
Например, люди видят лицо выпуклым не только когда оно реально выпуклое, но и в случае, если это оборотная часть маски, то есть вогнутая внутрь фигура.
Мы живем в своей информационной реальности. Цвет лишь иллюзия созданная мозгом, в физической реальности не существующая. В зависимости от ожиданий, контекста, ментальных моделей, мозг может произвольно изменять цвета объектов. Что трудно было бы себе представить, если бы цвет был бы реальным физическим феноменом.
Цвета это определенная форма языка. Когда мы видим один цвет, мы видим нечто неопределенное, несамостоятельное, что—то вроде одного слова в языке. Интерпретация же этого «слова» происходит, если мы его помещаем в «предложение» и его контекст.
А электромагнитные волны, это по видимому сущности, представленные для нас в двух ипостасях, экзистенциональной, как часть физической реальности, и денотативной как и чернильные пятна на бумаге, сформированные в осмысленные для нас конфигурации, слова имеющие смыслы, как часть реальности информационной.
Кстати, даже если будет раскрыта природа цвета в нашем сознании, возникает вопрос, а почему цвета именно такие, какими мы их видим? Это обусловлено нашим строением или это может быть было как-то случайно выбрано в ходе эволюции, как случайно были выбраны именно такие, а не иные буквы для алфавита? Каково это видеть мир в ультрафиолете или в гамма?
- Читайте также:
Так же из этого следует, что наш мир, видимо, не только не красочен, но еще и беззвучен. И на вопрос, слышен ли звук падающего дерева в лесу, если рядом никого нет, можно дать ответ. Нет, не слышен. Физика сохраняется. Дерево падает, распространяются колебания воздуха. Но звук рождается в мозге наблюдателя.
Вы можете научиться видеть невозможные цвета
Вам когда-нибудь приходилось видеть жёлтый цвет с синим оттенком, но при этом не зелёный? Скорее всего, нет, так как принципы восприятия и обработки цвета в человеческом мозге не позволяют людям видеть некоторые оттенки.
При восприятии цвета человеческим глазом используются три различных вида рецепторов, каждый из которых отвечает за распознание световых волн определённой длины. Цветовые рецепторы называются колбочками, и в зависимости от вида максимумы чувствительности колбочек приходятся на красный, синий или зелёный участки спектра.
Длины волн, воспринимаемых колбочками, пересекаются, и при восприятии цвета мозг обрабатывает не все реакции колбочек, а лишь разницу между реакциями рецепторов разных видов на один и тот же цвет. Из-за особенностей функционирования колбочек мозг человека не способен воспринимать сочетание двух так называемых оппонентных цветов – красного и зелёного, синего и жёлтого, белого и чёрного.
В 1982-м году сотрудники Стэнфордского университета Хьюитт Крэйн и Томас Пьянтанида поставили эксперимент, в ходе которого с помощью специального оборудования смогли заставить испытуемого видеть несуществующий цвет.
Один глаз добровольца видел зелёный экран, а другой – красный, в обычных условиях мозг «смешивает» эти цвета, в результате чего люди видят коричневый цвет, но исследователи сумели этому воспрепятствовать, и участникам открылся новый «красно-зелёный» цвет, который прежде никто из них, в том числе опытный художник, не видел.
При всей справедливой критике методов этого эксперимента, многие учёные подтверждают, что в некоторых условиях человек способен видеть цвета, которые он никогда раньше не видел.
Чтобы проверить это на себе, попробуйте сосредоточенно посмотреть на два плюса, изображённые на картинке ниже.
Увидеть «запрещённые» цвета с первого раза получится далеко не у всех, но в некоторых случаях возникают оттенки, которых вы никогда до этого не видели.
10 тайн мира, которые наука, наконец, раскрыла
«Движущиеся камни», странные ноги жирафов, поющие песчаные дюны и другие потрясающие загадки природы, которые нам удалось разгадать за последние несколько лет. 1.
Секрет «движущихся камней» в Долине Смерти С 1940-го года до недавнего времени Рейстрек-Плайя, высохшее озеро с ровным дном, находящееся в Долине Смерти в Калифорнии, было местом, где наблюдался феномен «движущихся камней».
Над этой тайной ломало голову множество людей. Годами или даже десятилетиями, некая сила, казалось, двигала… Читать далее…
Атом, люстр, нуктемерон, и ещё семь единиц времени, о которых вы не слышали
Когда люди говорят, что им «довольно момента», они наверняка не догадываются, что обещают освободиться ровно через 90 секунд.
Ведь в Средние века термин «момент» определял промежуток времени продолжительностью в 1/40 часа или, как тогда было принято говорить, 1/10 пункта, составлявшего 15 минут. Иными словами, он насчитывал 90 секунд.
С годами момент утратил свое первоначальное значение, но до сих пор используется в обиходе для обозначения неопределенного, но очень краткого интервала. Так почему же… Читать далее…
Согласно новой теории, параллельные вселенные могут существовать в действительности
Представьте себе мир, где динозавры не вымерли, Германия победила во Второй мировой войне, а вы родились в совсем другой стране.
Согласно теории американских и австралийских исследователей, такие миры действительно могут существовать в параллельных вселенных, постоянно друг с другом взаимодействующих.
Да, это звучит как научная фантастика, но новая теория может объяснить некоторые противоречия в квантовой механике, над которыми веками бьются учёные. Учёные из Университета Гриффита и Калифорнийского университета считают, что соседние миры не развиваются… Читать далее…
10 попыток объяснить существование жизни без дарвиновской Теории эволюции
После кругосветного путешествия Чарльз Дарвин окончательно уверовал в то, что в природе преобладает система, которую он назвал «естественный отбор», и которая, в свою очередь, вызывает процесс эволюции.
Проще говоря, организмы, которые живут достаточно долго для того, чтобы воспроизвести потомство, передают ему свою генетическую память. Если же организм по тем или иным причинам погиб, не оставив потомства, его характеристики не появятся в генофонде.
Со временем наращивание характеристик может привести к возникновению совершенно новых… Читать далее…
В мире радуги: видеть невидимое. — что такое тетрахроматия
Если бы Конситта Антико повела своих учеников в парк на уроке живописи, она бы часто спрашивала их о многочисленных полутенях и оттенках, которые вспыхивали у нее перед глазами. Я бы сказала: «Посмотрите на блики на воде: разве вы не видите розовое мерцание напротив той скалы? Видите красную линию по краю вон того листа?» Ученики бы согласно кивали. И только спустя несколько лет она бы поняла, что они просто были слишком вежливы, чтобы сказать ей правду: цвета, которые она видела так явно, были для них совершенно невидимыми.
Теперь она знает, что это симптомы особого состояния, которое называется тетрахроматия. Из -за мутации в одном из генов, которы влияет на развитие сетчатки, таки люди, как Антико, могут видеть цвета, которые невидимы для большинства из нас.
Это будет более понятно на примере гравийной дорожки: то, что я или вы видим как скучный серый, сияет как витрина ювелирного магазина с точки зрения Антико. «Маленькие камешки словно выпрыгивают на меня — оранжевые, желтые, зеленые, голубые и розовые», — говорит она.
— Я была шокирована, когда узнала, что именно другие люди не видят».
Люди с тетрахроматией — достаточно редки , но Антико- особенно выдающийся человек , потому что она, будучи художником, может предоставить нам редчайшую возможность заглянуть в этот мир.
«Её работы могут приоткрыть нам особенности зрения, которые могут оказаться ценными для каждого из нас», — говорит Кимберли Джейсон из Калиорнийского Университета в Ирвине, которая очень много изучала Антико.
— Возможно даже, что она может предложить нам способы, с помощью которых многие люди могли бы увидеть мир также, как и она».
Вопрос — видим ли мы все одинаковые цвета — имеет долгую историю в философии и науке. В прошлом предполагалось, что нет причин для особых различий. Мы знаем, что почти у всех есть три типа колбочек в сетчатке, каждый из которых отвечает за отдельный цветовой диапазон.
Цвет воспринимаемого предмета зависит от конкретной комбинации этих сигналов, и хотя индивидуальная чувствительность может отличаться у различных людей, в целом цвета, воспринимаемые одним человеком, примерно совпадают с цветами, которые воспринимаются другими людьми. Исключения считались относящимися только к дальтоникам, когда одна группа колбочек дает сбой.
С уменьшенной чувствительностью к определенным длинам волн, они, например, с трудом различают красный и зеленый.
В теории, однако, это может происходить и несколько по — другому: исходя из некоторых предположений, дополнительные колбочки могут позволить человеку увидеть сотни различных оттенков одного цвета, обычно воспринимаемого человеческим глазом.
Мы знаем, что такое бывает в природе: у зебровой амадины и у золотой рыбки имеются дополнительные колбочки, поторые по — видимому помогают им различать практически одинаковые цвета.
Около 20 лет назад Габриэль Джордан из университета Ньюкастла И Джон Моллон из Кембриджского Университета предположили, что у людей это также может происходить.
Суть аргументов Джордан базируется на том факте, что ген, отвечающий за восприятие красного и зеленого, находится на Х — хромосоме.
Так как у женщин — две Х — хромосомы, — они являются потенциальными носителями двух версий этого гена, каждая из которого кодирует колбочки, именно это приводит к чувсивтиельности в отношении мало отличающихся частей цветового спектра. Так получается, что в дополнение к основным двум колбочкам, есть еще две, которые не задействованы.
В итоге их получается четыре — что и вызывает тетрохроматию.По этой причине, возможно, что это возможности, которые доступны только женщинам, хотя исследователи не могут однозначно исключить возможность, что когда — нибудь мужчины унаследуют их тоже.
Чтобы доказать, что такие люди действительно видят мир иначе, пришлось предпринять двадцатилетнее путешествие. Хотя требуемая комбинация генов не кажется особенно редкой — возможно, что целых 12 % женщин могут иметь четыре различные колбочки — многие из тех людей, которых Джоржан тестировала, казалось, не показывали никаких отличий в восприятии от обычны людей.
Но к 2010 году она нашла человека, который блестяще проявил одну из особенностей тетрахроматии. «Кислотный тест» Джордан проводился на цветных дисках, на которых были изображены цветовые смешения из различных пигментов, например зеленый, получившийся из желтого и синего.
Почти все люди видели один и тот же оттенок оливкого — зеленого цвета, но на самом деле кадая комбинация давала немного отличный от других спектр и носитель четырех колбочек должен был это заметить. Человек, которого нашла Джордан, абсолютно уверенно отличал мальчайшие различия между смешениями в кажом конкретном случае.
«Когда вы просите их описать различия между двумя оттенками тетрахроматы могут сделать это достаточно быстро. Они не сомневаются», — говорит Джордан.
Но на что на самом деле похожи эти, невидимые нами, цвета? К сожалению повсеместно признанный уникум, которого нашла Джордан, не был доступен для журналистов, которые могли бы расспросить его об этом. Но как только о женщине с необычным зрением стало известно через СМИ, много возможных тетрахроматов откликнулось на эту информацию и, возможно, они помогут нам получить понимание об этом.
Одной из них была Морин Сиберг, журналист и писатель из Нью Йорка, которая прошел генетическое обследование после того, как услышала подкаст по этой тебе на Radiolab. «Я всегда вежливо не соглашалась с людьми по поводу оттенков и цветов» — говорит она.
Например, выбирая одежду в магазине, она часто обнаруживала что очевидно подобранные в комплект майка и юбка имели для нее разный оттенок, и их сочетание было просто ужасно — хотя, видимо, никто другой этого не замечал.
Ее чувствительность порой озадачивает окружающих: помогая ремонтировать дом, она однажды отвергла 32 оттенка краски перед тем, как остановилась на нужном цвете.
«Эти варианты бежевого были то слишком желтыми и недостаточно голубыми, не достаточно холодными, а некоторые из миндальных оттенков были слишком оранжевыми», — говорит она, используя определения, которые все время запутывали ее строительного подрядчика. Естественно, это всего лишь анекдотичная история, но она хотя бы немного может поведать нам о том, как получается, что очевидно одинаковые цвета могут выглядеть абсолютно отличными друг от друга для тетрахромата.
В жизни Антико происходят такие же истории. Она говорит, что всегда знала, что ее глаза видят мир совсем не так, как все остальные люди. И этот талант достаточно скоро заметила ее семья.
«Когда я была очень маленькой девочкой, моя мама посмотрела на меня и сказала: «Ты будешь художницей и преподавателем живописи». Сегодня Антико исполнила это предсказание, и у нее есть своя собственная галерея в Сан — Диего в Калифорнии.
В своих картинах она использует свою необычную способность видеть, создавая яркие и динамичные полотна, буквально взрывающиеся фейерверком цветов. Посмотрите на картину с радужным эвкалиптом. «Тюбики с краской просто улетали.
Желтые, фиолетовые, лимонные — я яростно смешивала их на палитре, пятаясь воспроизвести все потоки цвета в коре дерева», — говорит Антико. И если мы с вами сравним эту картину с реальным деревом, то будем вынуждены предположить, что глаза Антико видят больше, чем глаза обычного человека.
Так вышло, что один из покупателей, который разглядывал подобные этой картины Антико однажды, предложил ей связаться с исследователями, которые занимались изучением тетрахроматии. Генетический тест оказался положительным, и она начала участвовать в серии экспериментов с Джеймсон и ее коллегами, включая Алису Винклер из Университета Невады в Рено.
Джеймсон тут же предположила, что гены Антико могут также дать ей возможность хорошо видеть в полумраке.
«Если вы смотрите на ее картины, на которых изображен рассвет, то видите, что она изображает очень много цветов, при этом нанося их при очень слабом освещении», — говорит она про условия, в которых зрение обычного человека сводится к градациям серого.
Это может быть особенностью художественного стиля, но Антико настаивает, что она просто наблюдает цвета, которые находятся прямо перед ней. С высокой доли уверенности эксперименты Джеймсон показали, что яркость цветов действительно воспринимается Антико иначе, так что они «выскакивают» на нее даже в полумраке.
По этой же причине, такое усиленное видение, не всегда является благословенным даром. «Продуктовый магазин — это просто кошмар,- говорит она. — Это словно огромные мусорные кучи, в которых смешали все цвета, и они на каждом углу».
Такая обостренная чувствительность может объяснить, почему она находит утешение в белых ровных поверхностях. «Люди считают это очень необычным, что белый является моим любимым цветом, но в этом есть свой смысл, потому что он такой спокойный и мои глаза на нем отдыхают.
В нем все равно есть другие цвета, но смотреть на него не так больно».
Не у всех тетрароматов есть такие выдающиеся способности. Джеймсон выяснила, что восприятие Антико опережает других тетрахроматов, которые не имеют художественных задатков или не пытались развиваться в этом направлении.
«Консета — это великолепный прорыв в изучении тетрахроматии, потому что у нее есть огромный опыт изучения такого необычного восприятия цвета в ежедневной работе».
Если это будет подтверждено в дальнейших исследованиях, Антико надеется, что может быть полезной в разработке тренинговой системы, которая поможет все детям с тетрахроматией реализовать их потенциал.
Это мучительный вопрос для самой Антико. Благодаря случайному срабатыванию генетической лотереи, особенного сочетания генов, которое привело к появлению у нее невероятных способностей зрения, ее дочь — генетический дальтоник.
Возможно однажды будущие исследования смогут предложить новые способы помочь всем — включая и ее дочь — увидеть мир в полноте его красок, даже имея изначально ограниченные возможности для этого.
«Что если мы — тетрахроматы — сможем показать способ увидеть полноту цвета для всех, кто менее удачлив, чем мы?» — говорит она. «Я хочу, чтобы каждый мог увидеть, как же прекрасен этот мир».
David Robson Перевод: Светлана Кутузова
Примечание переводчика: Среди моих знакомых есть девушка, которая с рождения видит мир, как скопление цветных струящихся многоцветных нитей.
Примерно так, как описывал в своих книгах Майкл Ньютон, и так, как об этом говорил Кастанеда. Так может мы действительно деградировали в своих возможностях или нам просто было не дано видеть мир таким, каков он на самом деле.
И может быть пришло, наконец время, нам это начать постигать? А что думаете вы по этому поводу?
Невозможные цвета
Существуют невозможные хроматические цвета, которые наш мозг не может правильно обработать, они как бы «запрещены» теорией цвета. Человеку трудно увидеть красный с зеленым оттенком и желтый с синим оттенком. Почему так происходит?
Причины явления
Это особенность функционирования зрительных рецепторов. Красный свет, попадая на сетчатку, стимулирует клетки, улавливающие красный диапазон, и мы видим красный.
Зеленый свет, попадая на сетчатку, стимулирует клетки, улавливающие зеленый диапазон, и мы видим зеленый.
В результате обработки этих двух цветов вместе, наш мозг смешивает информацию от рецепторов и мы видим коричневый. То же касается и синего с жёлтым.
Подобные иллюзии позволяют совершенно с другой стороны взглянуть на устоявшийся принцип комплементарности цветов, когда два цвета определенной пары противостоят друг другу.
Можно ли увидеть невозможные цвета?
Но увидеть невозможные цвета все же возможно. Для этого нужно помешать мозгу смешивать два цвета.
В 1982 году ученые из Стэнфордского университета при помощи специального оборудования проводили эксперименты, когда один глаз видел синий, второй – желтый. Специальное устройство позволяло отслеживать движение глаз и стабилизировать положение цветовых полей соответствующим образом.
Подобная стабилизация изображения приводила к довольно интересным эффектам, например, в некоторых случаях изображение начинало разваливаться на части, в других испытуемые видели желтый с голубым оттенком. Именно стирание границы между цветовыми полями и вызвало у ученых Хьюитт Крэйн и Томас Пьянтанида особый интерес.
Обычно при смешивании этих двух цветов мозг видит зеленый, ровно то же получается с красным и зеленым – получается коричневый.
Научным сообществом данный эксперимент был воспринят в штыки, но несмотря на это, многие люди утверждают, что порой им действительно удается увидеть что-то нереальное.
Эксперимент
Попробуйте и вы. Внимательно смотрите на два плюса в центре каждого из квадратов. При этом, один глаз должен сконцентрироваться на желтом, второй – на синем.
Некоторые люди могут видеть цвет «желто-синий» на этом изображении, позволяя своим глазам скреститься так, чтобы оба символа были друг на друге.
И да, с первого раза получается далеко не у всех и не всегда, но, иногда можно разглядеть оттенки о существовании которых вы ранее не догадывались.
Хотя подобные эксперименты и напоминают фокусы, но тем не менее они способны объяснить очень важные аспекты зрения в целом, и в частности механизмы восприятия. Как показали исследования восприятия «невозможных» цветов, наш мозг имеет не настолько жесткие установки, как считалось ранее.
Узреть невидимое. Почему люди не видят ультрафиолет и как язык меняет восприятие цветов
У многоклеточных животных органы зрения (или хотя бы клетки, воспринимающие освещение) есть почти всегда — конечно, в том случае, если организм живет не под землей и не у морского дна. Каков механизм видения, как язык влияет на зрение и почему люди не видят в ультрафиолете — обо всем этом в тексте «Чердака».
Чтобы получать выгоду от окружающего мира и избегать его опасностей, надо хоть что-то об этом мире знать. Поэтому даже у примитивных сидячих животных, неподвижных и со всех сторон одинаковых, есть чувствительные клетки или целые органы. Они собирают данные об окружающей среде, и уже на основе этих данных животные совершают наиболее подходящие действия.
Организмы научились отличать свет от тьмы очень давно. Для многих животных, в том числе и людей, зрение — основной источник информации об окружающем мире. Как же устроен этот процесс? В первом приближении глаз позвоночных и головоногих моллюсков (одни из самых продвинутых существ в «параллельной» с нами ветке эволюции) устроен как фотоаппарат.
Есть линза (хрусталик), есть отверстие, через которое свет попадает на линзу (зрачок). Наконец, есть фотопластинка (или матрица у современных фотоаппаратов) — сетчатка. Чувствительные клетки (фоторецепторы) в ее составе активируются при падении света определенной длины волны. Для каждого типа клеток сетчатки диапазон оптимальных длин волн свой.
Глаз — очень сложная структура, и для полноценного зрения нужно, чтобы хорошо работали все ее элементы. Alexilus/shutterstock Есть две большие группы фоторецепторов — палочки и колбочки. Палочки активировать легко, для этого не нужна сильная освещенность. Но и четкость изображения они дают слабенькую.
В этом легко убедиться, если пойти ночью в лес без фонарика: что-то видно, но лишь в общих чертах. А еще совершенно непонятно, какого цвета окружающие предметы. Для распознавания цветов и их оттенков нужны колбочки. Эти рецепторы активировать сложнее, и работают они только при хорошем освещении.
Разные типы колбочек отвечают за распознавание различных цветов, реагируя на свет в узком диапазоне длин волн. Поэтому иметь какой-то один тип колбочек бессмысленно: «палочные сумерки» просто приобретут тот или иной оттенок. Это непрактично и опасно: с таким зрением, например, невозможно будет отличить спелые плоды от неспелых, а незрелые фрукты могут быть ядовитыми.
Так что зрячие животные обзавелись минимум двумя типами колбочек. «У человека три типа колбочек и один тип палочек, — поясняет Павел Максимов, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории обработки сенсорной информации ИППИ РАН.
— Даже если бы у нас был всего один тип колбочек и палочки, мы, возможно, могли бы различать цвета, но только при сумеречном освещении, при котором функционируют и палочки, и колбочки. Кроме самих рецепторов нужна соответствующая обработка сигнала. Например, если сигналы от рецепторов разных типов просто сложить, никакой информации о цвете не останется.
Зрительная система должна уметь сравнивать сигналы от разных рецепторов, чтобы определить, что сигнал от коротковолновых («синих») колбочек сильнее или слабее, чем от длинноволновых («красных»)». Палочки (слева) и колбочки весьма небольшие: их длина не превышает 0,06 миллиметра. Designua/shutterstock
Колбочки и эволюция
Если животное ориентируется в основном на зрение, ему хорошо бы уметь различать множество разных оттенков, а для этого нужно больше двух типов колбочек.
Колбочный рекордсмен — рак-богомол. У этого своеобразного создания 12 типов колбочек.
Оно видит ультрафиолет и определяет поляризацию света (неэквивалентность излучения по различным направлениям в плоскости, перпендикулярной лучу света).
По всей видимости, такое многообразие зрительных ощущений помогает ракам размножаться: самцы могут передавать самкам и самцам-конкурентам сигналы, основанные на разной поляризации световых лучей.
Сколько оттенков различают эти ракообразные, не вполне понятно: что рак-богомол различает два световых пучка, только если длины их волн отличаются на 15 нанометров и более. Для сравнения: человек воспринимает два цвета как разные, если длины их волн различаются всего на 1-2 нанометра. Вероятно, дело в том, что нервная система человека куда искуснее «обрабатывает» зрительные сигналы.
Рак-богомол очень необычен не только снаружи, но и внутри. Olgysha/shutterstock
У других представителей животного царства набор колбочек поскромнее, но многие из них тоже могут определять поляризацию света. Среди умеющих это делать — птицы, рептилии и многие насекомые: у них по четыре типа колбочек. А вот у млекопитающих, лягушек и тритонов эти рецепторы всего двух типов — остальные общий предок амфибий и зверей утратил.
Тем не менее некоторые звери, например кошки и собаки, могут видеть ультрафиолет. Ревунам и обезьянам Старого Света, в том числе людям, удалось «восстановить» третий тип колбочек (на самом деле, заполучить новый) за счет дупликации (удвоения) генов зрительных пигментов.
Кстати, столько же вариантов колбочек и у рыб, но у них нет коры головного мозга, поэтому обработка сигнала намного менее совершенна.
«Если рассматривать зрительную систему как черный ящик, то общим свойством у рыб и обезьян является так называемая поправка на освещение, — рассказывает Максимов. — Зрительная система воспринимает не цвета излучений, приходящих в глаз, а окраску наблюдаемых предметов.
При изменении освещения меняются спектры отраженных от предметов излучений, но зрительная система вносит поправку на цвет источника освещения, и воспринимаемые цвета предметов остаются такими же. Это свойство зрительной системы называется константностью цветовосприятия».
Именно благодаря этой особенности зрения возник «феномен платья»: фотография, которую разные люди видели в разных цветах в зависимости от того, какой базовый цвет мозг «вычитал» из фона.
Платье, поссорившее половину интернета, случайно оказалось отличной иллюстрацией того самого принципа «вычитания» цвета фона. Интересно, что некоторые опыты на птицах показали, что у птиц нет поправки на освещение. Получается, что они воспринимают не цвета предметов, а цвета отраженных от них излучений. «По-видимому, наличие в зрительной системе птиц четырех типов колбочек позволяет им пользоваться каким-то альтернативным механизмом константности цветовосприятия для узнавания предметов по их окраске», — говорит Максимов.
А как у людей?
Несмотря на некоторые различия, нейрофизиология цветовосприятия у позвоночных в общих чертах одинакова. Это означает, что данные, которые были получены при изучении работы структур глаза и головного мозга, отвечающих за зрение у рыб, кошек, обезьян и прочих, можно с некоторыми поправками переносить на человека. Но некоторые аспекты цветовосприятия можно проконтролировать и изучить только на людях. Например, как на способность различать цвета влияет язык.
В каждом языке набор слов для обозначения цветов свой, и он во многом зависит от окружающих условий, в которых развивался тот или иной народ. Например, в языках эскимосов слов, обозначающих снег, гораздо больше, чем у жителей Сахары.
В первой половине XX века лингвисты Эдуард Сепир и Бенджамин Ли Уорф выдвинули гипотезу, что северные народы различают больше оттенков белого, чем те, кто видит снег только изредка.
Впрочем, некоторые опыты доказывают, что структура языка, если и влияет на восприятие человеком мира (а не наоборот), то лишь отчасти.
Например, одно из недавних российских исследований показывает, что люди из разных культур различают цвета одинаково успешно.
Китайцы и русские (речь идет о горожанах) показывали схожие результаты, когда им на мониторе предъявляли десятки пар точек, выбранных из 25 различных цветов.
Тем не менее на картинах и графике китайских художников оттенки более приглушенные и чаще встречаются черно-белые изображения. На полотнах русских творцов цвета намного сочнее.
Кстати, цветность картин — не единственное «зрительное» отличие китайской культуры от русской. Например, в китайском и японском отдельные слова для синего и зеленого появились не так давно: в этих языках до сих пор есть слова, обозначающие одновременно оба эти цвета. Тем не менее мозг представителей этих народностей реагирует на синий и зеленый по-разному.
Цвета на полотнах китайский художников часто приглушенные и неяркие. Картина кисти T'ang Yin, 1523 год
Судя по всему, число слов, обозначающих различные «базовые» цвета, зависит не только от условий жизни носителей языка, но и от того, насколько развит этот конкретный язык. В простейших языках по-разному называются только черный и белый.
При этом под белым имеют в виду также желтый и красный, а под черным — синий и зеленый, других слов для обозначения цветов нет. В большинстве известных языков следом за черным и белым появляется отдельное слово для красного (при этом красными считаются и желтые предметы).
На третьей стадии в пяти из шести произвольно выбранных языков возникает специальное наименование зеленого, под которым в этот момент подразумевают и синий тоже. В ряде исключений зеленый не отделяется от черного и синего, зато начинают различаться ранее «сцепленные» желтый и красный.
Наименование синего цвета появляется в этом ряду шестым. Посмотреть, какой язык на какой «цветовой» стадии развития находится, можно здесь.
Мужское и женское
Несмотря на то что тема равенства полов стала очень модной, по части восприятия цветов мужчины и женщины заметно различаются. Скажем, нарушения цветового зрения чаще бывают у мужчин. И дело здесь не только в том, что гены, мутации в которых вызывают потерю какого-нибудь типа колбочек, расположены на Х-хромосоме, которая у сильного пола одна.
Восприятие цветов, как и звуков, зависит от уровня тестостерона в организме. У самых женственных мужчин рецепторов к этому гормону в разы больше, чем у самых крепких женщин. И в частности, их очень много на нейронах головного мозга, особенно в затылочной доле коры — там, куда приходят зрительные сигналы.
В итоге у мужчин образуется больше связей между нейронами зрительной коры и зрительных зон таламуса, откуда сигналы попадают в затылочные доли. Кроме того, по не до конца ясным причинам мужчины лучше отслеживают быстро сменяющие друг друга мелкие детали, а женщины хорошо различают оттенки близких цветов.
Возможно, эти особенности развились у мужчин из-за того, что в древнем обществе они занимались охотой, а женщины собирали растения и грибы.
Охота требовала от древних мужчин умения различать быстро движущиеся детали. Dieter Hawlan/shutterstock
Исследование 2001 года показало, что среди женщин гораздо чаще встречаются индивидуумы с четырьмя (а не тремя) типами пигментов — молекул, лежащих в основе работы колбочек (в палочках пигменты тоже есть, но другие).
Это одна из причин, почему женщина в среднем может назвать больше разных оттенков, чем мужчина.
Наконец, колбочки мужчин настроены на свет чуть больших длин волн, чем зрительные рецепторы женщин: по-видимому, сильный пол при прочих равных видит мир более красным.
Цветотерапия
Этот раздел альтернативной медицины учит, что различные заболевания, вплоть до рака, можно лечить, давая больному смотреть на определенный цвет в зависимости от того, что болит. Вот только рекомендации к лечению во многих клиниках разные, общего стандарта нет.
А это первый звоночек, что цветотерапия — метод непроверенный. Разумеется, цвета, которые человек видит регулярно, могут влиять на его эмоции и на восприятие мира. Но это верно и для любых других элементов обстановки.
А изменение настроения — это еще не лечение, хотя вещь в большинстве случаев полезная.
Некоторые психологи активно используют в практике цветотерапию, но серьезного научного обоснования у этого подхода нет. Olimpik/shutterstock
***
Хотя зрительная система — одна из самых изученных сенсорных систем, оценить, насколько восприятие цветов изменилось в ходе эволюции и как оно отличается у животных разных видов и внутри видов, непросто. Приходится учитывать и число различных типов зрительных пигментов, и строение сетчатки и зрительных областей мозга, и пол, и даже родной язык — если мы говорим о людях. Словесные описания одного и того же предмета при одинаковом освещении от разных авторов могут заметно отличаться. А если тестировать цветовое зрение, не прибегая к словам (например, выделять «особый квадрат» из десятков одинаковых), выяснится, что два человека могут различать два цвета, но мы никогда не узнаем, что точно они видят при этом. Ну и конечно, нейронные сигналы, возникающие в мозге в ответ на какой-либо цвет, совершенно индивидуальны.
Светлана Ястребова
Увидеть невозможное: как разглядеть недоступные для человеческого глаза цвета?
Запрещенные или невозможные цвета – это те цвета, которые человеческий глаз не может увидеть из-за того, как он работает. В соответствии с теорией цвета, вы не можете видеть некоторые оттенки из-за так называемого противного процесса. Узнайте, что представляет собой невозможный цвет, как его увидеть и что по этому поводу думают ученые.
В человеческом глазе имеется три типа так называемых «колбочек», которые функционируют антагонистически. Синий против желтого, красный против зеленого и светлый против темного. Существуют перекрытия длин световых волн, которые покрываются колбочками, так что вы видите не только просто синий, желтый, красный и зеленый. Белый, например, не является длиной волны света, однако человеческий глаз воспринимает его как смесь различных спектральных цветов. Из-за этого противостояния вы не можете одновременно увидеть ни синий и желтый, ни красный и зеленый. Эти комбинации называются невозможными цветами.
Хотя вы не можете увидеть одновременно ни красный с зеленым, ни синий с желтым, визуальный ученый Хьюит Крэйн и его коллега Томас Пьянтанида опубликовали научное исследование, уверяя всех, что подобное восприятие является возможным. Это произошло в 1983 году, и их работа называлась «О красновато-зеленом и желтовато-синем».
Они заявили, что участники эксперимента, которые смотрели на прилегающие полоски красного и зеленого цвета, могли увидеть красновато-зеленый цвет, в то время как участники эксперимента, которые смотрели на полоски синего и желтого цвета, видели желтовато-синий.
Исследователи использовали специальный глазной трекер, чтобы удерживать изображения в фиксированной позиции относительно глаз смотрящего, чтобы клетки сетчатки постоянно стимулировались одним и тем же цветом. Например, одна колбочка позволяет увидеть только синий цвет, в то время как другая – только желтый.
Волонтеры отметили, что границы между цветами слились друг с другом, и в результате они увидели те цвета, которых никогда ранее не видели, то есть одновременно и красный, и зеленый или и желтый, и синий.
Невозможные цвета, такие как желтовато-синий или красновато-зеленый, являются воображаемыми цветами, которые не встречаются в световом спектре. Еще один тип воображаемых цветов – это химерные цвета.
Химерный цвет получается тогда, когда вы смотрите на один и тот же цвет так долго, что колбочки полностью изматываются и переключаются на другой цвет. В результате получается остаточное изображение, которое воспринимается мозгом, а не глазами.
Среди химерных цветов можно найти самосветящиеся, стигианские и гиперболические цвета. Самосветящиеся цвета выглядят так, как будто они светятся, хотя при этом нет никакого светового излучения.
Примером является самосветящийся красный цвет, который вы можете увидеть, посмотрев долго на красный, а затем сразу же посмотрев на белый. Когда зеленые колбочки устают, остаточное изображение представляется как красное. А когда вы смотрите на белый, вам кажется, что красный ярче, чем белый, благодаря чему и создается эффект свечения.
Стигианские цвета являются темными и пересыщенными. Например, стигианский синий цвет можно увидеть, если вы долго будете смотреть на желтый, а затем посмотрите на черный. Если сравнить полученный цвет с черным, он будет настолько же темным, но при этом цветным.
Стигианские цвета проявляются на черном из-за того, что некоторые нейроны посылают сигналы только в темноте. Что касается гиперболических цветов, они являются пересыщенными.
Такой цвет вы можете увидеть, если будете смотреть на яркий цвет, а затем переведете глаза на дополнительный цвет. Например, если вы будете смотреть на пурпурный, вы сможете увидеть зеленое остаточное изображение.
Если вы посмотрите на пурпурный, а затем посмотрите на зеленый, вы получите гиперболический зеленый. Если вы посмотрите на бирюзовый, а потом посмотрите на оранжевый, вы увидите гиперболический оранжевый.
Невозможные цвета, такие как красновато-зеленый или желтовато-синий, увидеть значительно труднее, чем предыдущие. Если вы все же хотите увидеть эти цвета, то вам нужно, например, поместить два предмета рядом друг с другом. Один должен быть желтого цвета, а другой – синего.
После этого сведите глаза так, чтобы изображения двух предметов накладывались друг на друга. Точно такая же процедура подходит и для красного с зеленым.
Совпадающая область может показаться вам смесью двух цветов (например, зеленый для синего и желтого или коричневый для красного и зеленого), участком точек компонентных цветов или же абсолютно новым цветом, который одновременно является и желтым, и синим (либо и красным, и зеленым).
Некоторые исследователи считают, что так называемые невозможные цвета (красновато-зеленый и желтовато синий) на самом деле являются всего лишь промежуточными цветами.
В 2006 году исследование Крэйна было повторено, но уже с использованием детализированной цветовой карты. Участники этого исследования определили красновато-зеленый цвет как коричневый.
В то время как химерные цвета гарантированно являются воображаемыми, возможность существования невозможных цветов все еще остается под вопросом.
AWESOME! NICE LOVED LOL FUNNY FAIL! OMG! EW!
Загрузка...
