色覺的極限

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人看得到多少種顏色?為甚麼說黑色不是一種顏色?人眼視力是否局限於可見光?紫外線如何影響藝術史?擁有 X 光視能有無好處?科學憑甚麼認證女人對顏色比較敏感?

黑色並非顏色

「科學家已經證實,黑色並非一種顏色。」法國哲學家巴迪歐(Alain Badiou)一本專論「黑色」的小書如此斷言。顏色來自光源,太陽白光折射出彩虹七色,而光譜之中並無黑色,亦即黑色是缺乏光的表現。有光才有顏色,故此黑色無法躋身色彩之列,僅算作一種「非顏色」(non-colour)。

Vantablack:超級黑能吸走 99.965% 以上的光源,造成極黑視覺效果。 圖片來源:Surrey NanoSystems

話雖如此,黑色在視覺上依然存在。幾年前科學界利用納米碳管研發出一種「超級黑」(Vantablack),納米管比頭髮幼 1 萬倍,幼得連光子亦無法通過,相反會困於管與管之間。超級黑能吸走 99.965% 光源,而所反映 0.035% 光源太弱,因此構成極黑視覺效果:愈黑色,愈無色。

看見紫外線的人

如果說黑色代表顏色的缺席,世上或者還有無數多種顏色不為人知。所謂顏色只是大腦加工產物。人眼視網膜的視錐細胞負責接收光波,並轉譯為電化學訊息供大腦解讀。大腦視覺中樞相當於「顏色地圖」,按不同波長配對色調,反饋至眼睛「建構」出彩色世界。

然而,人眼可感知的光波相當有限。可見光(visible spectrum)由紅(較弱)至紫(較強),波長約為 400 納米至 760 納米之間,在電磁波譜之中僅佔極少範圍,頻率較低如無線電波、微波和紅外線,以及頻率較高如紫外線、X 光及伽瑪射線(gamma rays),一般不在正常肉眼的接收範圍之內。

不過,近年有研究顯示,人眼有方法看到紅外線,而紫外線亦非不可企及,動物如跳蛛、蜜蜂和老鼠就能分辨出紫外線,人類代表則有莫奈。人眼晶體負責過濾紫外線,故此尋常眼睛與這種強光無緣;在一場白內障手術中,莫奈的眼球晶體被移除,筆下的睡蓮亦從此偏藍

莫奈因白內障手術移除了眼球晶體,從此看得見紫外線,畫作色調亦因而愈發偏藍。

有限視覺的好處

人類視覺有限,也許是件好事,假如肉眼能夠看到所有電波,生活將會非常困擾。例如:宇宙所有物質均會放射無線電波,光芒無時無刻衝擊之下,人腦將會訊息超載;看見微波代表光芒佈滿天空,微波爐和 GPS 接收器均會「大放異彩」;紅外線視力雖有透視功能,但只能顯示光暗分別,愈熱愈光;X 光則能穿透肌肉和脂肪,意即闔眼仍能看到 X 光的顏色,屆時睡覺可能要戴上鐵眼罩,才能阻斷色彩浪潮氾濫永晝;伽瑪射線是波長最短而能量最強的電波,地球上除輻射物質以外一般鮮見,假如看得見伽瑪射線,上太空就能見證黑洞和宇宙巨大能量事件,或者是最有用的特異視覺功能。如果同一時間看見所有電波,又會怎樣?有可能景象太光而眼前一片白茫,也有可能即時失明,更有機會大腦不堪電波資訊負荷,即時死亡。

神奇視覺女俠

一般而言,人類能分辨近百萬種顏色。另有「四色視覺者」(tetrachromat),比一般「三色視覺」(trichromacy)人士多出一種感色視錐細胞,更能感知細微色差,粗略估計每種顏色呈現均會多出近百種變化,據指四色視覺者或能看到過億種顏色。相反,色盲人士只有兩組視錐細胞,只能分辨近萬種顏色。

「四色視覺者」比正常人多一種視錐細胞,能看到過億種顏色,其中絕大部分為女性。

四色視覺在動物界頗為普遍,由魚類、雀鳥到兩棲類、爬蟲類和昆蟲均不乏代表,四色視覺人士則從基因變異而來。有科學家推論,四色視覺者之所以大部分是女性,或因紅綠視錐細胞的基因源自 X 染色體,而女性有兩組 X 染色體,較有可能具備兩組不同基因,衍生出 4 組獨立視錐細胞,各自針對色譜上的不同區域運作,而女性之中更可能多達 12% 擁有這種特異條件。所以說女人對顏色特別敏感,未必無因。