树木、天空或日落是什么颜色?乍一看,答案似乎显而易见。但事实证明,人们看待世界的方式存在很多差异——无论是在个体之间还是在不同的文化群体之间。
许多因素影响人们感知和谈论颜色的方式,从我们眼睛的生物学结构到我们的大脑如何处理这些信息,再到我们的语言用来谈论颜色类别的词语。一路上都有很多差异的空间。
例如,大多数人有三种类型的视锥细胞——眼睛中的光感受器,它们经过优化,可以检测不同波长或颜色的光。但有时,基因变异会导致一种类型的视锥细胞不同,甚至完全缺失,从而导致色觉改变。有些人是色盲。另一些人可能具有颜色超能力。
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我们的性别也会影响我们感知颜色的方式,我们的年龄甚至虹膜的颜色也会产生影响。我们的感知会根据我们居住的地方、出生时间和季节而变化。
为了更多地了解色觉的个体差异,可知杂志采访了英国苏塞克斯大学的视觉神经科学家珍妮·博斯滕,她曾在2022年视觉科学年度评论中撰写过关于这个主题的文章。本次对话为了篇幅和清晰度进行了编辑。
彩虹中有多少种颜色?
从物理学角度来看,彩虹是一个连续的光谱。可见光范围内的光波长在两端之间平滑变化。没有线条,没有明显的间断。人眼可以分辨出远远超过七种颜色。但在我们的文化中,我们会说我们在彩虹中看到七种颜色类别:红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。这是历史和文化造成的。
这就是你教你自己的孩子,现在10岁和5岁的孩子的东西吗?
我没有教他们任何关于颜色的东西,因为我感兴趣的是观察他们对颜色的自然想法。例如,我的女儿,可能在5岁的时候,说:“我们要去蓝色的建筑吗?” 在我看来,它是白色的。但它是被蓝天光照亮的。我还听过一个轶事——我不知道是否有任何确凿的证据——孩子们有时最初会把天空称为白色,然后他们才学会把它感知为蓝色。我有兴趣观察我自己的孩子身上所有这些潜在的东西。
当然,世界上大多数人通常都认同主要的、基本的颜色,比如 红色、黄色和蓝色。不是吗?
有几个大型数据集研究了跨文化的颜色分类。共识是存在一些共性。这意味着人们学习对颜色进行分类的方式可能存在一些生物学限制。但并非每种文化都具有相同数量的类别。因此,也有人认为颜色类别是文化性的,并且文化在颜色术语方面经历了某种进化。一种语言最初可能只在颜色之间做出两到三种区分,然后这些类别随着时间的推移而变得复杂。
在某些语言中,例如古老的威尔士语,蓝色和绿色之间没有区别——它们都属于一种“grue”类别。在其他语言中,对蓝色的两个基本颜色术语进行了区分:在俄语中,siniy表示深蓝色,goluboy表示浅蓝色。做出这种区分的说话者实际上是否以不同的方式感知颜色?或者这仅仅是语言上的事情?我认为对此尚无定论。
2015年,网上爆发了一场关于“那条裙子”的激烈辩论,以及它是白色和金色还是蓝色和黑色。为什么人们对它的看法如此不同?
科学家们也对那张特殊的图像非常感兴趣。并且已经对其进行了大量研究:甚至有一本期刊的专刊专门讨论这条裙子。人们已经达成共识,你看到这条裙子的方式很大程度上取决于你假设它具有什么样的光照。因此,那些看到它是蓝色和黑色的人认为这条裙子被黄色的光线明亮地照亮。而那些看到它是白色和金色的人认为它被蓝色、更阴暗的光线更暗淡地照亮。最终,是大脑在判断裙子上是什么样的照明。
但问题是,为什么有些人认为它是被明亮的黄色照亮的,而另一些人则认为是被较暗的蓝色照亮的?这可能是你自己在不同照明条件下的经验,以及你更熟悉哪种照明条件——例如,你是否习惯了蓝色LED灯或温暖的阳光。但也可能受到其他因素的影响,例如,随着年龄增长眼睛发生的变化。
人们可能看到不同颜色的最明显原因之一是他们的视锥细胞可能不同:可能存在影响眼睛中光探测器生物学的基因变异。像这样的变异有多少种?
有很多很多组合。有三种视锥细胞类型。我们对其中两种的变异了解更多:检测长波长和中波长的视锥细胞,称为L型和M型视锥细胞。每种视锥细胞都有一种光敏视蛋白,这是一种在接收到光时会改变形状的分子,它决定了细胞对波长的敏感度。编码每种视蛋白的基因在基因中有七个多态位点:它们可以具有不同的DNA字母。你可以有这七种变体的不同组合。总数很大。
一种常见的变异是红绿色盲。是什么原因造成的?
那将是L型或M型视锥细胞的异常。在二色性中——这是红绿色觉缺陷的严重形式——你将缺少L型或M型视锥细胞,或者它们在那里但不起作用。
红绿色觉缺陷也称为道尔顿症,以1790年代的英国化学家约翰·道尔顿的名字命名。对他来说,他的色觉与大多数人不同这一点并不是很明显。但他注意到一些案例,他对颜色的描述与周围其他人不同,但与他的兄弟相同。他认为这与眼睛内的额外滤光片有关。但是,多年以后,其他人能够对他的DNA进行测序,他们可以证明他是一个二色体。
在轻微的形式,即异常三色性中,你仍然会有两种不同的视锥细胞类型,但就它们经过优化以检测的光波长而言,它们彼此之间会比正常情况下更相似。因此,红色和绿色之间感知差异的范围将缩小。
对于那些患有更严重疾病的人来说,世界是什么样的?
对于二色体来说,他们基本上缺少了色觉的整个轴,他们的色觉因此是一维的。就外观而言,很难说,因为我们不知道,主观上,该维度的两个极点是什么。在正常的色彩空间中,保留的是紫色和石灰绿之间的轴。所以这通常是它的描绘方式。但实际上,它可能是任何两种被感知的色调。我们真的不知道。
在某些情况下,人们只有一只眼睛是二色性的。然后你可以要求他们将从二色性眼睛看到的颜色与呈现给正常的、三色性眼睛的颜色相匹配。在这些情况下,有时他们从二色性眼睛中看到的比我们预期的要多。但我们不知道这是否是普通二色体的典型情况,他们没有三色性眼睛来帮助连接他们的大脑。
这些与规范的差异总是使世界在颜色方面变得不那么丰富吗?或者某些基因变异实际上可以增强色彩感知吗?
异常三色性是一个有趣的案例。在大多数情况下,颜色辨别能力会降低。但在特定情况下,由于他们的视锥细胞对不同的波长敏感,他们实际上可以区分正常三色体无法区分的某些颜色。这是一种称为观察者同色异谱的现象。
然后是四色性,其中具有两条X染色体的人携带改变的视锥细胞和正常视锥细胞的指令,从而使他们具有四种视锥细胞。我们知道这肯定会发生。但我们不确定的是,他们是否可以使用额外的视锥细胞类型来获得额外的色觉维度,并看到正常三色体无法看到或无法区分的颜色。
最强有力的证据来自一项测试,在该测试中,观察者必须使红色和绿色光的混合物与黄色相匹配;有些人找不到任何可以与黄色匹配的混合物。他们实际上需要将三种颜色混合在一起才能匹配,而不是两种。就好像他们有四种原色,而不是通常的三种。但很难证明这是如何以及为什么发生的,或者他们到底看到了什么。
这些人知道他们有颜色超能力吗?
我们招募的女性不知道她们的色觉状况。超过50%的女性有四种视锥细胞类型。但是,通常,其中两种只是非常细微的不同,因此可能不足以产生四色视觉。
你对颜色的主观体验非常私密,很难知道你的色觉与周围的人相比如何。约翰·道尔顿是第一个在1798年识别出红绿色盲的人——这真的很近。他患有严重类型。但即使这样对他来说也不是完全明确的。
除了基因之外,还有其他生物学差异会影响色觉吗?
是的。随着年龄的增长,晶状体会变黄,尤其是在40岁之后,这会减少到达视网膜的蓝光量。还有黄斑色素,它也会吸收短波长的蓝光。不同的人有不同的厚度,这取决于他们吃什么。你吃的叶黄素和玉米黄质越多,这些物质来自绿叶蔬菜等蔬菜,色素就越厚。虹膜颜色也与颜色辨别能力有很小的相关性:这可能是决定你非常精确的颜色体验的一个因素。蓝眼睛的人在颜色辨别测试中似乎比棕色眼睛的人表现略好。
我们的颜色感知是否也受到我们周围世界的影响?换句话说,如果我在绿色丛林或黄色沙漠中长大,我会开始区分彩虹中这些区域的更多颜色吗?
是的,可能会受到影响。这是目前颜色科学领域的一个热门研究课题。例如,绿色和蓝色是否有单独的词似乎部分取决于文化与大型水体的距离。同样,这是一种语言现象——我们不知道这是否会影响他们的实际感知。
黄色感知也存在季节性影响。在约克进行了一项研究,约克冬天非常灰暗阴沉,夏天则宜人而绿色,他们发现人们感知为纯黄色的波长随季节而变化——仅变化很小,但仍然是可测量的量。
并且还观察到了出生季节的影响,特别是如果你出生在北极圈。这可能与你在视觉发育过程中接触到的光线颜色有关。
尽管如此,环境的影响可能会以两种相反的方式影响感知:不同的环境可能会导致感知方面的个体差异,但共享的环境也可以抵消生物学差异,从而使人们的感知更加相似。
哇。有这么多的差异,而且似乎很难理清这一切,并知道这些差异是生物学上的还是文化上的。这真的让你回到那个哲学难题:当我看到蓝色时,它和你看到的蓝色是同一种蓝色吗?
是的。我一直认为颜色是非常迷人的东西,尤其是颜色的主观体验。大脑是如何产生这种体验的仍然是一个完全的谜。我一直对此感到好奇,早在决定在学术上致力于这个主题之前。