Несуществующий цвет?

Однажды мне пришла в голову довольно странная мысль: «А можно ли представить несуществующий цвет?». Какое-то время я пофантазировал (само собой, тщетно), но затем отбросил эту мысль как нечто абсурдное и невозможное.

И вот сегодня, просматривая фотографии Гарри Груйера, я обратил внимание на его фантастический, сразу бросающийся в глаза колорит — и снова вспомнил о несуществующем цвете...

Harry Gruyaert. BELGIUM. Village in the Province of Brabant. 1981. Commemoration of the Battle of Waterloo

Тут я наконец всерьез задумался: действительно: а что такое цвет? Объективно цвет однозначно определяется длиной волны светового (электромагнитного) излучения — от 750 (красный) до 390 (фиолетовый) нм. Однако, почему же для нас — субъективно — цвета представляют собой скорей нечто дискретное, определённое (их можно выделить и посчитать), а не сплошную равномерную градацию от низких частот к высоким — как это происходит с восприятием звуковых частот? Почему мы видим зелёный, синий, красный, их сочетания, но при этом не можем сказать исключительно на основании своих ощущений (не имея специальных знаний), например, что зелёный свет по частоте выше, чем красный? Точно так же, если звук более высокой частоты мы можем как-то представить (как экстраполированный высокочастотный писк), то несуществующий цвет кажется чем-то вообще непонятным и неопределённым — то ли он лежит в более высокой области частот (ультрафиолет, «фиолетовей фиолетового»), то ли должен каким-то немыслимым образом лежать в области видимых частот...

Ответить на эти вопросы скорей всего смогут те, кто помнит школьный курс биологии. Однако, помнят его далеко не все, да и мало кому вообще повезло с учителем, который мог бы доходчиво растолковать, что к чему...

Итак, суть в том, что у нас в сетчатке существует три основных типа фоторецепторов — колбочек. Это такие себе электромагнитные датчики, каждый их которых настроен на определённую длину волны и имеет свою кривую чувствительности (зависимость уровня возбуждения от частоты излучения):

Как видите, каждый тип колбочек отвечает за один из трёх участков видимого спектра: фиолетово-синий, зелено-жёлтый и жёлто-красный, причём диапазоны воспринимаемых частот перекрываются. Это похоже на слегка модифицированною систему триколора RGB (Red Green Blue).

Здесь прежде всего надо разобраться с, так сказать, матчастью и рассказать, какие бывают виды излучения, в зависимости от их спектрального состава (удобно будет привести аналоги для звуковых колебаний):

1. Монохроматическое — электромагнитные колебания со строго заданной частотой, без дополнительных составляющих. Аналогом для звуковых колебаний служит чистый тон (синусоидальные колебания со строго заданной частотой). Такие волны — и электромагнитные, и акустические — как правило, можно получить только искусственным путём: лазер — для света, генератор, подключенный к динамику — для звука. Воспринимается такое излучение как цветное (например, красный лазер).
   
2. Хроматическое — имеющее яркую выраженность в определённой области частот (например, в зелёной области спектра) — воспринимается как цветное (цвет зависит от наиболее выраженной зоны). В звуковых колебаниях это может звучать по-разному: как узкополосный шум, как нота, окрашенная обертонами и т. д. Главное, что такие колебания имеют ярко выраженный участок спектра — именно он определяет окраску для цветовосприятия и тональность для слухового восприятия.
   
3. Ахроматическое. Это «нецветное» излучение, имеющее равномерное распределение мощности по всей области видимых частот. Фактически это градации серого, лежащие между черным (минимальная интенсивность) и белым (максимальная интенсивность). В акустике аналогом является белый шум (в природе к нему наиболее близок шум находящегося рядом со слушателем водопада) с полосой частот от 20 до 20000 кГц или шире, разной громкости (она соответствует яркости).

Итак, вернёмся к нашим баранам — точнее, к колбочкам. Фактически наше восприятие цвета определяется суммарным ощущением от возбуждения трёх типов этих самых колбочек. Каждый из них реагирует на частотные составляющие из своей области спектра, и в мозг поступает три значения, комбинация которых и определяет субъективные ощущения.

Таким образом можно сказать, что наше зрение трёхкомпонентное. И здесь становится ясно, почему обычно выделяют семь цветов (радуги) — три основных области, соответствующих типам рецепторов + две промежуточных + две краевых:

Примечание: пунктиром показана кривая чувствительности палочек — рецепторов, отвечающих за сумеречное зрение; они задействуются при низком освещении (и благодаря смещению в синюю область могут окрашивать изображение в голубоватый оттенок).

Итак, как вы уже поняли, определяющим является число три — число типов колбочек нашей сетчатки. Именно этим ограничено количество определяемых нами цветов.

А теперь ещё немного углубимся в биологию и посмотрим, как обстоит со зрением у животных...

Оказывается, у большинства млекопитающих зрение вообще двухкомпонентное (например, различаются только красный и жёлтый цвета), но вот у птиц... у птиц число типов фоторецепторов действительно больше, чем у человека — четыре (если быть точным, шесть, из которых два — специальные, дублирующие диапазоны)! Таким образом, например, хищные птицы способны видеть ультрафиолетовое излучение, что позволяет им визуально отслеживать следы добычи — мелких грызунов, которыми они питаются.

Следуя ранее описанной логике, мы можем рассчитать, что птицы видят четыре основных, и пять производных цветов — то есть всего девять.

Так что ответ на вопрос «можно ли представить несуществующий цвет?» — найден. Надо всего лишь представить себя птицей...

Quint Buchholz, «The Flight»