看到一种新颜色意味着什么?
在加州大学伯克利分校担任计算机科学教授的第一年,任昂匆忙地筹备一门计算机图形学的概论课程。在他继承的课程大纲中,专门花了一整周的时间讨论颜色的问题。任昂觉得这有点多。他说:"我就想,拜托,这就是R.G.B.(红、绿、蓝)啊。"他指的是构成屏幕上任何东西的红、绿、蓝子像素——你的杂乱桌面、撒哈拉沙漠的屏幕保护程序、荷兰-日本世界杯比赛的直播。任昂开始收集一些幻灯片,内容涵盖光的波长、人眼的生物学——基本知识——“哔哔哔,”他说。他的一位同事分享了一张他认为可能有用的幻灯片。这张幻灯片包含了一幅微观显微镜下观察到的视网膜的一小片区域的详细照片,署名为新视力科学和验光学教授奥斯汀·鲁尔达,他在校园对面。鲁尔达的实验室帮助开发了可以绘制单个锥体细胞布局的技术——这些细胞主要负责感知颜色——而且,还能够用光线针对单个锥体细胞进行刺激。眼睛是不断移动的;锥体细胞非常小;从数百万个锥体细胞到大脑如何转译颜色仍然相当神秘;这项工作很出色。鲁尔达的实验室正在利用新技术探索眼病和我们如何看见的机制。不过,任昂有自己的想法:他想知道这项技术是否可以用来看到一种前所未见的颜色。理解任昂的想法需要了解一下关于色觉的基本知识。我们人类体验到三种基本色彩,不是因为世界基本上由三种颜色组成,而是因为我们的视网膜通常拥有三种感知颜色的锥体细胞。L锥体细胞对相对较长波长的可见光作出反应,M锥体细胞对中波长作出反应,S锥体细胞对较短波长作出反应。实际上,这意味着L细胞对红光反应最强,M锥体细胞对绿光反应最强,S锥体细胞对蓝光反应最强。但是,当你观察你的手、草叶、晴朗蓝天或消防车时,永远是一些L、M和S锥体细胞的混合在受到刺激。任昂的想法是利用鲁尔达实验室的技术以一种自然状态下从来不会发生的方式来刺激一组锥体细胞。任昂说:“我发邮件给他,基本上是问,如果你只刺激M细胞会发生什么?那会像是最绿色的绿色吗?”鲁尔达没有回复。这是2016年。任昂教授了他的计算机图形学课程,追求其他研究,大部分时间忘记了这个问题。一年后,当他第二次教授这门课程时,他的好奇心又回来了,于是他再次联系了鲁尔达。没有回复。当任昂在2018年第三次教授这门课程时,他意识到自己真的对这个问题非常好奇。他写了一篇长长的备忘录给鲁尔达,以研究提案的形式组织,标题为“草在奥兹的绿意最浓”。在其中,任昂设想了一个未来,在这个未来中,人们佩戴着“奥兹视觉眼镜显示器”,它将基于鲁尔达实验室已经在做的视网膜锥体细胞映射和激光刺激。奥兹眼镜将激活任何选定的视网膜锥体细胞模式。任昂的假设是,如果以不自然的方式刺激视网膜细胞,“可感知颜色的集合”将“显著大于人眼的自然色域”。他想象人们讨论“奥兹中草的无法形容的绿色”,然后得出结论,虽然奥兹显示器“是科幻小说”,但他的备忘录是“一个真实的联合研究提案”。鲁尔达终于回复,提议一起喝咖啡。“我收到很多邮件建议我应该研究什么,”鲁尔达告诉我,回复他需要时间。在贝茜·拜尔斯的儿童小说《午夜狐狸》中,主角白日梦般地想象自己在后院挖土,发现一种“崭新的颜色”。我的一位朋友记得被这一场景迷住,并试图想象这个颜色。她说:“我觉得我可以构想到它,但我却看不见它。”18世纪的苏格兰哲学家大卫·休谟长时间考虑一个问题:一个看到每种蓝色阴影但唯独没有看到过的颜色的人,是否能够想象那个未经历的阴影;他得出的结论是是的。在我年轻的时候,我曾经花了一个下午想,如果我从未见过荧光黄色的荧光笔,我是否能想象得到。当我第一次阅读任昂和鲁尔达的工作时,我试图想象出现一种新颜色意味着什么。它会在颜色轮上处于何处?如果你把颜色视为特定波长的光的属性——这就是我当时的想法——那么你就会面临“不可能出现‘新’可见波长”的困境。作为人类,我们可以看到约380纳米(向我们看起来是紫色)到约750纳米(向我们看起来是红色)的波长。
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