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.
Невозможные цвета и где их найти
В 1983 году исследователи сообщили об удивительном результате в своем исследовании.
Используя машину, которая разделяла зрение глаз, исследователи Хьюитт Крейн и Томас Пиантанида начали исследование. Цель состояла в том, чтобы выяснить, как мозг при обходе фильтра человеческих глаз интерпретирует две противоположные световые волны. Они показали разным людям вертикальные цветные полосы на противоположных концах спектра, такие как красный и зеленый.
Испытуемые, в том числе один художник, сообщили, что цвета смешались на их границах и превратились в цвет, ранее неизвестный. Это намекало на существование новых невозможных цветов.
Это исследование много раз называлось методологическим недостатком. Он опирался на отчеты людей, которые, возможно, не были знакомы с разными оттенками, и не давал им никаких внешних ссылок для сравнения цветов, которые они видели. В исследовании 2006 года, в котором пытались повторить результаты, сообщалось, что при поставке цветового круга испытуемые указывали на мутно-коричневый цвет границы красных и зеленых полос.
Это означает, что субъекты первого исследования не видели новые цвета и либо не распознавали цвета из-за незнания с ними, либо их мозг был обманут, полагая, что увиденный цвет был совершенно новым.
Исследователи полагают, что предполагаемый «новый цвет» мог быть просто темно-коричневым.
Настоящие поддельные цвета
Химерные цвета — это разновидности воображаемых цветов, которые существуют в цветовом пространстве CIE 1931. Это цвета, которые можно увидеть только в ненормальных условиях. Мы знаем об их существовании с помощью математики и потому, что люди могут видеть эти цвета в особых условиях.
Типы химерических цветов: стигийский, сверхсветовой и гиперболический. Это цвета темные, как черный, но цветные, цвета, которые белее белого, но цветные, и цвета, которые более насыщены, чем обычно видимы глазом, соответственно. Если смотреть на цвета, которые очень насыщены или яркие в течение 50-60 секунд, образуется остаточное изображение. Эти химерические цвета можно увидеть, глядя на белый, черный или соответствующий дополнительный цвет.
Итак, установив, что люди могут видеть другие цвета, почему исследователи игнорируют понятие других невозможных цветов?
Диаграмма-подсказка для определения химерических цветов.
Проклятие трихроматии
Трихоматическая зрительная система человека означает, что мы видим только определенный диапазон цветов. Хотя действительно существуют другие цвета, из-за ограниченного количества рецепторов в человеческих глазах мы не можем их увидеть. Мозг просто не оборудован для этого.
Цветовая шкала CIE 1931 года состоит из всех математически возможных цветов. При правильных обстоятельствах нет никаких причин, по которым мозг не может обрабатывать цвета в углах карты. Основная теория, объясняющая, почему мы обычно не видим эти цвета, заключается в том, что рецепторы глаза работают вместе, и никакой набор рецепторов никогда не может быть стимулирован сам по себе. Воображаемые цвета — это интенсивные формы существующих цветов, которые можно было бы увидеть, если бы эти рецепторы могли реагировать индивидуально.
Таким образом, предположение, что человеческий мозг может изобретать совершенно новые цвета, является подозрительным. Имея это в виду, можно задаться вопросом, почему Крейн был так убежден в своем выводе. Научное знание нашего мозга говорит нам, что его результаты были крайне маловероятными, но он продолжал защищать свое исследование после многочисленных критических замечаний. Есть ли причина полагать, что разум может создавать новые цвета?
Вроде, как бы, что-то вроде.
В эксперименте, в котором пытались воспроизвести результаты Крейна, испытуемые продемонстрировали, что именно должно происходить в данной ситуации. Когда в ваши глаза попадает свет от нескольких типов длин волн, мозг воспринимает эти цвета на полпути между ними. В случае красного и зеленого они станут коричневыми.
Но когда в мозг поступают волны с двух противоположных концов спектра, он не может воспользоваться этим сокращенным путем. В спектре света такого цвета нет, но мозг все равно должен интерпретировать информацию. Вместо перенаправления на ближайший цвет между ними, он выбирает новый цвет — пурпурный.
Цветовое пространство CIE 1931.
Палитры восприятия
Это не совсем тот механизм, который предполагает эксперимент Крейна. Однако невозможные цвета — это далеко не идея, которая зародилась у Крейна.
Синестеты по цвету графемы сообщают, что буквы, которые они видят, находятся на противоположных сторонах видимого спектра в одном слове, странным образом влияет на его окраску. Края представляют собой невозможные цвета, смешанные друг с другом таким образом, чтобы не соотноситься с какой-либо световой волной.
В 2016 году Psychology Today опубликовала статью о синестетической женщине по имени Морган Бауман. Благодаря своей синестезии, она связывает ноты с цветами, распутываясь перед ней, когда играет песня. Несмотря на частичную дальтонизм, Бауман может видеть цвета, которые она не может видеть иначе, особенно во время воспроизведения музыки.
Известно, что пациенты, у которых линзы глаз удалены или нечасто повреждены, могут видеть некоторое количество ультрафиолетового света, хотя он определяется как голубовато-белый. Считается, что Клод Моне приобрел эту способность после того, как ему хирургически удалили одну из его частей, что привело к резкому изменению палитры. Алек Комарницкий — пример человека, который ненадолго попал в СМИ из-за чувствительности к ультрафиолетовому излучению.
По оценкам, от 2 до 12% женщин являются тетрахроматическими, способными различать сто миллионов оттенков по сравнению со средним показателем в десять миллионов. Хотя тетрахроматики не видят разные цвета, они замечают такие тонкие различия в оттенках, что компьютеры не могут создавать изображения, реалистичные для их глаз. Неизвестно, что происходит, когда человек, обладающий тетрахроматическим зрением, пытается рассмотреть химерические цвета.
Пентахроматические (пять основных цветов) животные и люди плохо документированы. Подтвержденных случаев пентахроматических людей нет, хотя они вероятны. Анализ глаз некоторых животных, кажется, указывает на пентахроматическое зрение, но неясно, обладают ли они лучшим цветовым зрением.
Данио рерио, четырехцветная рыба.
DMT, LSD и RGB
Потребители психоделиков, особенно ДМТ и ЛСД, сообщали о цветах прицела, которых они никогда не наблюдали в трезвом состоянии. Эти утверждения не находят поддержки в научном сообществе — если вы сохраните шаткую способность определять существующие цвета, когда на них не влияет, то те, кто делает это в измененном психическом состоянии, наверняка вызовут насмешки.
Из-за этого цветовая гамма галлюциногенов практически не изучается, и неофициальные отчеты являются единственным источником. Сложность сбора информации об этих цветах усугубляется отсутствием прилагательных для точного описания цвета.
Иногда они объясняют, что видели знакомый цвет, часто красный, и другой, неизвестный цвет. В других случаях загадочные цвета могут быть рассмотрены как версии ранее известных цветов, которые являются интенсивными или каким-то образом «неаккуратными». Это соответствует описанию гиперболических цветов, подразумевая, что вещества могут взаимодействовать с тем, как глаза или мозг воспринимают данные о цвете. Оттенки можно даже описать как цвета, которые одновременно являются цветом и дополнительным цветом.
Точно так же люди, которые не принимали никаких наркотиков, могут сообщать о тех же эффектах во сне. Как ни странно, есть практикующие осознанные сновидения и астральные проекции, которые утверждают, что видят нереальные цвета. У ярких мечтателей есть похожие истории.
В реальной жизни vantablack и viperblack из-за их светопоглощающих свойств кажутся пустотой в космосе. Трехмерные объекты можно окрашивать или окрашивать распылением, чтобы они выглядели двухмерными и плоскими.
Те, кто был свидетелем этих цветов, остались без слов для того, что они видели, как если бы они пережили роман Лавкрафта. Мы можем только надеяться, что со временем природа невозможных цветов и их связь с людьми будут лучше поняты, что приблизит нас к целостному пониманию Вселенной и самих себя.
Что такое «невозможный цвет» и сколько цветовых оттенков существует?
Если вас спросят, сколько всего цветов существует, отвечайте: 10 миллионов. Именно столько оттенков способен различить в среднем человеческий глаз.
Однако среди нас есть «цветовые супергерои» — «тетрахроматы». У таких людей в глазах есть дополнительный тип колбочек, ответственный за восприятие цвета. Такое явление называется тетрахроматия, а люди с такой особенностью различают до 100 миллионов оттенков цвета.
Обычные же люди, вроде нас с вами, являются «трихроматами», то есть у нас три типа колбочек.
При этом у нас есть всего 2600 названий для цвета, так что почти 100% оттенков остаются безымянными.
- К таким аномалиям относятся цвета на границе желто-синего и красно-зеленого.
Обратите внимание на слово «граница». Ведь если просто смешать синий и желтый, то получится зеленый, а добавив в зеленый красный, получим коричневый оттенок.
Дело в том, что в глазу есть нейроны, которые активируются, когда видят красный или желтый цвет. А когда они такие цвета не видят, то обрабатывают цвет как зеленый или синий. При этом они не могут одновременно видеть в одном месте красный и зеленый или синий и желтый. Эти цвета как бы отменяют друг друга. 
Фото: Depositphotos
В 1983 году ученые Крейн и Пьянтанида попробовали выяснить, что же увидит человек, если обмануть глазные нейроны. Перед глазами добровольцев держали красно-зеленую и сине-желтую полосу так, чтобы граница между цветами сливалась. Подопытные подтвердили, что цвета смешиваются, однако не смогли описать их и отнести к какому-либо известному цвету.
В самом деле попробуйте представить красно-зеленый цвет. Или желто-синий. Не зеленый, а именно некий оттенок, похожий на желтый и синий цвета одновременно.
В 2006 году эксперимент повторили, предложив зрителям наблюдать чередование красных и зеленых линий. У всех участников эксперимента цвета постепенно перетекали друг в друга, а изображение раскрашенных таким образом предметов исчезало. Пока это не удалось объяснить, но зато получилось установить, что «запрещенные цвета» лучше называть «промежуточными». Причем их оттенки испытуемые описали как цвет грязи.
Автор эксперимента По-Джанг Се (Po-Jang Hsieh) предполагает, что у нас в словаре просто нет подходящих слов для описания «невозможных цветов». Его слова подтверждает то, как сильно отличается восприятие цвета у людей.
Люди разных культур по-разному описывают цвета. Например, в языке кандоши перуанских индейцев нет обозначения для желтого. Если показать им, например, желтый лимон и спросить какого он цвета, они ответят, что он такого же цвета, как птица пцьяро (ptsiyaro). А слово «кавабана» означает у индейцев все цвета от зеленого до фиолетового или все холодные цвета.
Фото: RichardJohn, pixabay.com
Количество слов для обозначения разных цветов указывает на развитость цивилизации. Чем примитивнее были люди, тем меньше в их языке существовало цветов.
Взять хотя бы оранжевый. Еще в конце XV века названия цвета не существовало. И слово orange в английском не имело значения «апельсин». Апельсины тогда называли либо наранга (санскрит), либо на французский манер — наранге. А цвет фрукта обозначали как желто-красный. И только потом придумали слово orange, чтобы называть так апельсины. Соответственно, буквально оранжевый цвет должен называться «апельсиновый». 
Фото: LoggaWiggler, pixabay.com
Независимо от того, какой у вас любимый цвет, любимым цветом всего человечества является синий и его оттенки. Это установили ещё в 1941 году, и с тех пор исследования только доказывали результат. Самый же ненавистный цвет для людей — коричневый.
Сколько есть цветов, которые не может увидеть человек?
Типичный человеческий глаз способен видеть 2-3 миллиона цветов. Это связано с тем, что наши глаза содержат три разных типа фоторецепторов, известных как колбочки. Они известны как короткие (S), средние (M) и длинноволновые (L) колбочки, потому что каждый из них имеет свою пиковую чувствительность в соответствующем диапазоне. Поскольку люди обладают этими тремя типами колбочек, их называют трихроматами.
Восприятие цвета — это не просто определение длины волны, оно включает в себя различные этапы обработки нейронов. Но на способность обнаруживать и различать цвета влияет разнообразие колбочек в глазу. Собаки и большинство других млекопитающих, например, имеют только два типа колбочек, поэтому они известны как дихроматы. В результате они могут обнаруживать и различать меньше цветов, чем люди. С другой стороны, есть некоторые виды птиц, рыб, бабочек и пчел, известные как тетрахроматы; У них есть четыре типа колбочек, и они могут видеть и различать гораздо больше цветов, чем люди. По некоторым оценкам, тетрахроматы могут видеть около 100 миллионов различных цветов, а значит примерно на 98 миллионов больше, чем люди. Их четвертая колбочка чувствительна к ультрафиолетовой части спектра, невидимой человеческому глазу.
Мы точно не знаем, какие цвета могут видеть такие животные, но известно, что они могут различать цвета, недоступные людям. Другими словами, то, что мы видим как один цвет, они видят как несколько. Это можно продемонстрировать с помощью ультрафиолетовой фотографии.
Что видит человек (вверху), что «видит» бабочка (внизу). Снимок сделан ультрафиолетовой камерой.
Однако на этом история не заканчивается. Недавние исследования открыли возможность того, что некоторые люди, в результате мутации, могут быть тетрахроматами и, следовательно, видеть более широкий диапазон цветов, чем остальные. В большинстве случаев такой мутацией обладают девушки. Однако не всегда эта мутация может создать колбочку, спектральная чувствительность которой достаточно отличается от трех других, чтобы ее можно было квалифицировать как четвертую колбочку. Так или иначе четвертая колбочка не находится в ультрафиолетовом диапазоне и, следовательно, не дает «пчелиного» зрения, но она дает способность различать больше цветов в красной, желтой и зеленой частях спектра.
Около 12% женщин являются кандидатами на тетрахроматию, но функциональные тетрахроматы встречаются реже — по некоторым оценкам, 2–3%. Возможность идентифицировать таких людей стала настоящей проблемой, поскольку многие из них полагают, что все видят так же, как и они. Сегодня существует небольшое количество идентифицированных функциональных тетрахроматов, но увидеть то, что видят они, по-прежнему невозможно. Все, что удалось получить — это анекдотические описания цветов, которые не может видеть большинство. А объяснять новый цвет обычному человеку, это то же самое что рассказывать слепому с рождения о цветах.