¿Es posible que haya un color que nuestro ojo humano no pueda ver?

Como se mencionó en varias otras respuestas, hay tres receptores de color diferentes en el ojo de una persona típica. Responden a diferentes longitudes de onda de luz, como se puede ver en el siguiente diagrama de wikimedia .

los$x$El eje es la longitud de onda en nanómetros, y las tres curvas representan la respuesta de los tres receptores a esas longitudes de onda. Cualquier luz entrante afectará a cada uno de estos hasta cierto punto. Así, la gama de colores teóricamente perceptibles es básicamente el conjunto de todos los diferentes tripletes de valores de respuesta para estos receptores. (Piense "el azul está al 25 %, el rojo al 97,3 %, el verde al 12 %). Cuando los tres están disparando casi al máximo, el resultado es algo así como el blanco. Si el receptor azul está disparando y el rojo y el verde están básicamente apagados, entonces verás azul.

Sin embargo, hay dos puntos importantes a destacar. Primero, a menudo se ve una referencia a una conexión entre la longitud de onda y el color. De hecho, no se pueden ver longitudes de onda fuera de aproximadamente 400 a 700 nanómetros . [Tenga en cuenta que otros animales tienen rangos diferentes: las abejas pueden ver en el ultravioleta (por debajo de 400 nanómetros), mientras que algunas serpientes pueden "ver" en el infrarrojo (por encima de 700 nanómetros).]

Sin embargo, tenga cuidado de no llevar esta conexión demasiado lejos. En particular, hay más en el color que una sola longitud de onda. Por ejemplo, la luz podría estar incidiendo en su ojo con dos longitudes de onda superpuestas, una de las cuales resuena muy bien con el receptor verde y la otra resuena particularmente bien con el azul. Es probable que la percepción resultante sea un verde azulado que simplemente no se puede reproducir con una sola longitud de onda . Esto es exactamente análogo al sonido, donde un tono "puro" monocromático nunca, en ninguna frecuencia, sonará como una trompeta o una viola: los timbres de esos instrumentos se definen por las distintas fuerzas de los sobretonos. En otras palabras, "todos los colores del arcoíris" no abarca todos los colores.

El otro punto es que existen combinaciones válidas de niveles de estimulación del receptor que no pueden lograrse mediante ninguna combinación de longitudes de onda . Esto se debe en parte a que los rangos de sus receptores no están separados. Tenga en cuenta, por ejemplo, cómo los receptores "rojo" (L) y "verde" (M) están bastante cerca. Es difícil estimular uno sin el otro. Nunca puede, por ejemplo, obtener "100% verde, 0% rojo y azul" como una señal de su ojo a su cerebro. Estos colores teóricos que no se pueden reproducir con ninguna fuente de luz se denominan colores imaginarios.. Supuestamente, puedes ver algunos colores imaginarios saturando primero uno o más receptores (por ejemplo, mirando nada más que mucho verde puro durante unos minutos), desgastándolos y luego mirando otra fuente de luz. La respuesta que obtenga no será la misma que normalmente obtendría con esa fuente de luz, ya que algunos de sus receptores no están al máximo de su capacidad. (No he tenido mucha suerte con este experimento, pero tal vez a usted le vaya mejor).

Finalmente, con respecto a la detección : cuando se trata de luz, científicamente todo es diferentes longitudes de onda de radiación electromagnética. Tenemos espectrómetros para casi todas las longitudes de onda, mucho más allá de lo visible. Por lo tanto, siempre puede saber la composición exacta de alguna luz ("12% en el rango de 550-553 nanómetros, 80% distribuido uniformemente entre 600 y 700 nanómetros, 8% enfocado en 350 nanómetros", por ejemplo). No necesitamos confiar en la fisiología de nuestros ojos.

El ojo es sensible a la luz con una longitud de onda en el rango de aproximadamente 700 nm a 400 nm, y para las personas que no son daltónicas, todas las longitudes de onda en este rango son detectadas por uno o más de los tipos de células cónicas . Así que no hay colores ocultos en esta gama.

La luz fuera del rango de 700-400nm no se puede ver, así que supongo que podría afirmar que estos son colores ocultos, pero luego tendemos a definir la palabra "luz" para referirse a lo que podemos ver, y diríamos que las longitudes de onda son más grandes. inferiores a 700nm son infrarrojos y los inferiores a 400nm son ultravioleta.

En realidad, se alega que si le quitan el cristalino del ojo (puede suceder debido a problemas oculares), entonces puede ver más en los rayos ultravioleta. Esto se debe a que el cristalino absorbe la luz ultravioleta y, cuando se retira, esa luz puede llegar a la retina y ser percibida. Tal vez esto cuente como un color oculto. No me siento inclinado a probar el experimento :-)

Realmente depende de lo que entiendas por color.

Si por color quiere decir "la respuesta del cerebro humano a una determinada combinación de longitudes de onda", entonces, por definición, no puede haber colores invisibles; Las combinaciones de longitudes de onda que no estimulan ningún cono en el ojo son equivalentes al negro .

Si por color te refieres a "una combinación dada de longitudes de onda", entonces estamos totalmente ciegos a casi todas porque la luz es una señal multidimensional, y nuestros ojos solo pueden captar tres o cuatro dimensiones de estas. Por ejemplo, no podemos distinguir la diferencia entre una onda pura de 550 nm (lo que vemos como "verde") y una combinación de ondas de 520 nm y 580 nm; ciertamente son señales diferentes, pero nuestro sistema visual nos hace creer que son equivalentes.

Si por color quiere decir "una longitud de onda única y única", entonces en realidad podemos ver colores que no existen ; por ejemplo, hay una sola longitud de onda para el naranja (alrededor de 620 nm), pero no hay ninguna para el púrpura (que es una invención de nuestro cerebro para describir combinaciones de rojo y azul).

Rápidamente, prueba esto: ¡Imagina una luz roja cegadoramente brillante! ¡Ahora azul! ¡Ahora amarillo!

Podrías ver marcadas diferencias al cambiar de un color a otro, ¿no?

Sin embargo, si piensas en lo que acaba de pasar dentro de tu cabeza, no implicó que los fotones de color entraran en tus ojos, ¿verdad? Entonces, lo que acabas de hacer debe estar separado de las frecuencias de luz captadas por tus ojos. El hecho de que puedas distinguir fácilmente entre cada uno de esos fenómenos que solo están en tu cabeza demuestra que son fenómenos físicamente significativos. El hecho de que sean fenómenos complicados, de baja energía y mal entendidos que solo operan dentro de su cerebro no los hace menos reales, solo mucho más difíciles de acceder y analizar.

El término más filosófico para estos fenómenos que solo están en tu cabeza es qualia (Kwal ee ah). Tendemos a suponer que todos los humanos comparten los mismos qualia para la luz, porque tenemos etiquetas uniformes para las bandas de luz que los evocan.

Sin embargo, la forma fuerte de esa suposición es casi con certeza incorrecta. Hay, por ejemplo, una condición maravillosamente extraña que algunas personas han llamado sinestesia , en la que las entradas sensoriales se mezclan y mapean en múltiples qualia. En su mayoría, se trata de agregar color a letras y números, pero en algunas de las formas más radicales, tocar un punto determinado en la pierna de alguien puede evocar un color o un olor.

Incluso para aquellos de nosotros que no tenemos sinestesia (estoy extremadamente celoso de los que sí la tienen), los qualia pueden reasignarse. Una vez perdí mi sentido del olfato por un tiempo, y cuando volvió, los primeros dos olores que encontré (solo) se reasignaron en qualia completamente nuevos. En consecuencia, el humo de cigarrillos de segunda mano y la gasolina ahora me huelen a alimentos comestibles ( ¡qué asco! ). Enfáticamente, ese no era el caso antes de que mi cerebro decidiera "reasignar" las señales que evocan químicamente en mi nariz.

Entonces, juntando todo eso, la respuesta a su pregunta es doble:

1. ¿Hay espectros de luz que algunas criaturas pueden ver pero los humanos no pueden ver? Definitivamente sí, ya que por ejemplo hay pájaros que tienen receptores para cuatro bandas de luz en lugar de solo tres. Su receptor extra está en lo que llamaríamos ultravioleta. (Sus otros receptores de color tampoco son exactamente iguales a los nuestros).

2. ¿Hay qualia que algunas criaturas pueden ver, "solo en sus cabezas", que los humanos no pueden imaginar? Esta pregunta es más complicada de lo que parece, porque en la actualidad no existe tecnología que pueda usarse para detectar las diferencias aparentemente sutiles entre los qualia en un cerebro en funcionamiento. Mi mejor conjetura es que es bastante probable que las aves que pueden ver en el ultravioleta también tengan un quale único ("Kwal ay", el singular de qualia) que les ayude a interpretar su gama más amplia de entradas sensoriales. Entonces, probablemente ven algo diferente.

Sin embargo, no lo sabemos con certeza. Por ejemplo, podría ser que esas aves simplemente extiendan los mismos qualia que usamos cuando imaginamos un arcoíris para cubrir una gama más amplia de espectros de luz. En ese caso, el ultravioleta para un pájaro se vería igual que lo que llamamos violeta.

Entonces, ¿por qué creo que tales pájaros tienen un atributo único para representar la luz ultravioleta?

Bueno, principalmente por esto: suponiendo que no seas daltónico (mis disculpas por este caso si lo eres): ¡Imagina el rojo! ¡Imagina verde! ¿Esos dos qualia se parecían mucho a ti? ¿Tanto que te cuesta recordar cuál es cuál? ¿No? ¿De nada? De hecho, es probable que algunos de ustedes estén gritando en sus cabezas en este momento: "¡Tú, idiota, los qualia rojos y verdes no se parecen en nada ! ¿Cómo pudiste siquiera pensar eso?"

Bueno, muy fácilmente si fuera daltónico rojo-verde. Verá, lo que la mayoría de la gente no se da cuenta es que el daltonismo rojo-verde es la norma para todos los mamíferos, excepto los primates.

Los primates recogieron una proteína sensible a la luz adicional principalmente porque comen mucha fruta. Las frutas, sin embargo, tienen una propiedad curiosa llamada "madurez" que, en promedio, tienden a anunciar al sufrir algún tipo de cambio de color. El cambio más común es pasar de verde (no maduro) a rojo (maduro). Desafortunadamente, los mamíferos en general no pueden ver este cambio de color en particular, lo que coloca a un perro, por ejemplo, en una clara desventaja si tiene hambre y trata de encontrar fruta madura como fuente de alimento alternativa.

Entonces, para manejar mejor las frutas, los primates tienen esta proteína sensorial adicional para la luz verde, una que se deriva estructuralmente y sigue siendo notablemente similar a la proteína sensible al rojo que tienen todos los mamíferos.

Pero aquí está el punto crítico: no solo obtuvimos otro sensor de color, también obtuvimos un quale nuevo y completamente diferente (¡imagínense el verde!) para acompañarlo. Las personas sin daltonismo rojo-verde tenderían a estar de acuerdo en que este nuevo quale "no es una fruta madura" es bastante distinto del viejo quale rojo (¡imagínense el rojo!) que anteriormente incluía ese mismo césped.

Esa fuerte distinción entre dos qualia nos ayuda a transformar las diferencias de espectro que ven nuestros ojos en una verdadera ventaja de supervivencia, específicamente al hacer que sea trivial y rápido mirar por encima de un árbol y notar frutos rojos que se destacan como pulgares doloridos. Una ligera diferencia blanda, como la que existe entre algunos tonos de azul, no sería tan efectiva para este rápido proceso de clasificación.

Entonces: si un pájaro agrega receptores de proteínas ultravioleta, ¿no tendría sentido que también tuvieran un nuevo quale específicamente para hacer que esa entrada sensorial adicional se destaque? Es por eso que mi apuesta es que las aves cuyos ojos tienen receptores para la luz ultravioleta también ven el ultravioleta como un nuevo color quale, es decir, como una sensación de color completamente nueva que los humanos literalmente no podemos imaginar.

Entonces, para concluir: ¿Qué son los qualia?

¡Nadie tiene la menor idea! Lo siento.

Pero mi esperanza es que algún día, a través de métodos como fMRI , realmente comencemos a comprender lo que está sucediendo en el cerebro lo suficientemente bien como para detectar cuándo están en acción diferentes qualia. Entonces, y solo entonces, podremos obtener la capacidad de saber con seguridad si mi definición de "rojo" que solo tengo en mi cabeza realmente coincide con la que está dentro de tu cabeza.

E incluso más abajo en la pica, ¿quién sabe? Los electrodos simples ciertamente pueden evocar sensaciones poderosas, qualia, dentro del cerebro humano. Tal vez algún día alguien descubra algunas formas inteligentes de transmitir la cualidad exclusiva de las aves para "ultravioleta" al cerebro de un voluntario humano. Esa persona afortunada podría ver, por primera vez en la historia de la humanidad, un color que nadie ha visto antes, uno al que toda la raza humana ha sido literalmente ciega al color durante toda su existencia anterior.

Ahora, ¿no sería algo maravilloso de contemplar?

Tenemos percepción del color porque somos tricromáticos. En nuestros genes existe un código para tres moléculas sensibles a la luz ligeramente diferentes. Las células sensibles a la luz en la retina se llaman conos, y cada uno de los conos vecinos produce una de las diferentes versiones de la molécula sensible a la luz. Entonces, cada uno de los tres tipos de conos responde de manera ligeramente diferente a la luz entrante, y luego las células neuronales comparan estas respuestas.

Los píxeles de los monitores de nuestras computadoras y nuestros televisores vienen en tres colores. Solo tres colores. Esos tres colores son suficientes para una reproducción de color satisfactoria. La razón por la que tres colores son suficientes es que nuestros ojos tienen solo tres tipos de conos.

En la historia evolutiva, la tricromacia es un desarrollo relativamente reciente. Los primates son tricromáticos; muchos mamíferos son dicrómatas. Si todos los humanos fuéramos dicrómatas, nuestros monitores de computadora y televisores necesitarían solo dos colores para una reproducción satisfactoria de todos los colores que podemos ver. (EDITAR: Sam Hocevar ha señalado en un comentario que la declaración sobre la reproducción del color está demasiado simplificada).

Entonces, es una cuestión de cuántas moléculas sensibles a la luz diferentes están disponibles y qué tan bien las neuronas comparan las respuestas de conos sensibles diferentes.

Los tricrómatas tenemos acceso a un mundo de color más grande que el que tienen los dicrómatas. Hay colores que para un tricrómata se ven diferentes que son idénticos a un dicrómata.

Por el contrario, una especie tetracromática (y con cableado neuronal para comparar todas las respuestas diferentes) tendría acceso a un mundo de color aún más grande.

En comparación con un tetracromático en pleno funcionamiento, los tricromáticos somos parcialmente daltónicos.

El color se forma básicamente en el cerebro, no en los ojos. Además, el ojo humano puede manejar ondas electromagnéticas de 4000 a 7000 Angstrom, aproximadamente, lo que se conoce como luz visible. Por encima de este rango, se encuentra la región infrarroja. No es de color rojo o algo así, es una convención de nombres. Nuestro ojo no puede manejarlo y por eso el cerebro no lo reconoce.

Es complicado si lo estás pensando por primera vez y puede ser extremadamente complicado.

Entonces, la dosis de color no existe, es diferente de una especie a otra.

Hay diferentes tipos de daltonismo.

En las pruebas de visión de color (manchas de color cuando se ven dígitos o no) hay algunas pruebas en las que las personas con visión normal no pueden ver la figura, pero las personas con un daltonismo específico sí pueden verla. Eso significa que las personas con visión normal son daltónicas a algunas diferencias de color específicas.

No significa que este color te parezca gris. Significa que dos parches le parecerán del mismo color (si tiene una visión normal de los colores) y otra persona (que se supone que tiene una mala visión de los colores) puede distinguirlos entre sí.

Si usa un espectrógrafo, incluso solo en el rango de longitud de onda visible, tiene muchos más datos (la proporción de cada longitud de onda) de los que puede tener con un ojo humano normal, que lo resumen en solo tres valores.

Se han encontrado algunas mujeres que son tetracromáticas, sin embargo, son muy raras, pero en comparación con ellas, todos somos daltónicos, ya que pueden ver matices que nosotros no podemos ver.

Agregaré esto a la increíble respuesta de Chris White:

Las personas con sinestesia pueden experimentar el color cuando son estimuladas por otras sensaciones, como sonidos o letras, por ejemplo. Y algunas de esas personas han informado haber visto "colores extraños" que solo existen en su campo visual cuando miran ciertos grafemas , como la puntuación.

Ciertamente, es posible que tales "colores alienígenas" se perciban y, sin embargo, sean imposibles de reproducir en el mundo físico (combinando frecuencias visibles) precisamente porque son el resultado de una estimulación neural directa/interna, y no están limitados por la mismas reglas que son válidas para las señales neuronales generadas por los receptores de color en los ojos humanos.

Si esto es cierto, entonces también es posible que algún día podamos detectar, registrar y reproducir tales "colores extraños" cuando aprendamos lo suficiente sobre cómo funciona el procesamiento visual humano para poder construir ojos artificiales de alta calidad.

No he provocado esto en la respuesta original porque habría sido extremadamente complicado, pero ahora tengo que hacerlo.

Su cerebro recibe una señal de 520 nm (5200 Angstrom), ahora le ha dicho adiós a su maestro o a sus padres que este tipo particular de señal es de color verde, por lo que ve una hoja de árbol verde, ¿y si desde que nació ha estado en otro mundo? y te han dicho 520 nm como Rojo y en lugar de verde y viceversa, siempre habrías pensado como te han dicho. entonces para ti las Hojas habrían sido Rojas y Verde Fresa. No importa. ¿Lo es? Todo lo que importa, podemos identificar 520 nm y 660 nm como longitudes de onda diferentes, depende de nosotros cómo nombrarlo.

Esta es una vieja pregunta, pero estoy muy sorprendido de que nadie haya mencionado esto:

NO PUEDES ver rojo-verde.

Según varios sitios web, algunos estudios demostraron que el ojo humano no puede ver el rojo y el verde simultáneamente, ya que el cono rojo y el cono verde envían señales que se anulan entre sí.

Del mismo modo, el azul-amarillo es igualmente imposible de percibir.

Ahí tienes. Dos "colores" que son una mezcla de los colores del arcoíris, pero que son imposibles de detectar. Son conocidos como los COLORES PROHIBIDOS.

Por supuesto que es posible, por ejemplo, los colores que ven las abejas son invisibles para nosotros.