Белый, чёрный и серый: почему в темное время мы различаем только эти цвета

Зрение — это великий дар, а способность различать цвета — настоящее чудо, которому мы подчас не придаём значения.

Меж тем, этот сложный механизм до сих пор так и не изучен до конца — и многие тайны, касающиеся зрения, постоянно терзают умы лучших представителей человечества. Одним из таких вопросов стало выяснение причин, почему человек не может различать цвета в темноте.

Начало серьёзному исследованию было положено Исааком Ньютоном, который доказал, что белый цвет является соединением разных оттенков и описал свои открытия в «Лекциях по оптике» и «Новой теории света и цветов». Во время опытов ученый пропускал этот цвет через стеклянную призму и увидел, что тот состоит из целого спектра оттенков — от красного до фиолетового, причем один цвет плавно переходил в другой (это явление принято называть световым спектром).

Каждый цвет преломляется по-разному: красный — меньше всех, фиолетовый — больше. Без этого преломления (по-научному оно называется дисперсией) глаз видит только белый цвет.

За то, как мы различаем оттенки (и это мы прекрасно помним из уроков физики) отвечает длина световой волны: фиолетовая является самой короткой из всех видимых световых волн, красная — самой длинной. Как отмечает в энциклопедии «Все обо всем» Аркадий Ликум, большая часть цветов, которые мы видим, включают в себя несколько световых волн разной длины. Когда солнечный свет попадает на какой-то предмет, часть волн отражается, часть начинают поглощаться материалом, из которого он был сделан. Из этого мы можем сделать вывод, что цвета не характерны для конкретного предмета, а цвет — это нечто иное, как качество света.

То, как мы воспринимаем цвета, описал в своей книге «Глаз и мозг. Психология зрительного восприятия» известный исследователь зрительной системы и соотечественник Ньютона Грегори Ричард Лэнгтон.

За цветовое восприятие человека ответственны три разных белка, которые могут реагировать на разные длины волн (у большинства млекопитающих таких генов два, поэтому они имеют двухцветное зрение). В глазу человека находится более 135 млн светочувствительных клеток (фоторецепторов), которые разделяются на высокочувствительные палочки и менее чувствительные колбочки. Колбочки позволяют различать оттенки при дневном цвете — именно они обеспечивают цветовое зрение. А за то, как мы видим в сумерках, отвечают палочки (этих клеток, кстати, подавляющее большинство), и мы способны различать в темное время суток только белый, чёрный и серый цвета.

Когда глаз видит какой-то предмет, нервные клетки посылают команду в головной мозг по зрительному нерву, головной мозг интерпретирует эти импульсы и формирует полную картинку наблюдаемого предмета. В темноте не происходит отображения световых лучей от объектов, нервные клетки сетчатки глаза не посылают в головной мозг по зрительным каналам информации, и мы не может дифференцировать предметы так хорошо, как днем. Кстати, люди, которые не различают цветов (страдающие цветовой слепотой), как правило, лучше видят в темноте.

Интересно и тот факт, что солнце, являющееся одним из главных источников света, светит белым цветом, а лучи, прорывающиеся сквозь земную атмосферу, рассеиваются, и в дневное время оно нам кажется жёлтым, а на восходе и закате оранжевым или даже красным. Однако если смотреть на него из Космоса, оно белое, то есть соединяет в себе всевозможные частоты видимого света, а остальное — это удивительная работа такого уникального и очень сложного механизма, как наши глаза.