Сколько на самом деле существует базовых цветов, четыре или три?

Изучение субъективного опыта, даже своего - дело сложное. Разные люди обладают этой способностью в разной степени. Некоторые вообще мыслят категориями почти исключительно внешнего мира, как если бы наблюдали предметы напрямую, а не посредством ощущений. Сама идея о том, что в познании нам доступны лишь ощущения (и другое элементы субъективного опыта), а внешние физические объекты познаются лишь посредством их, далеко не сразу получила общее признание в философии. В науке же до сих пор многие склонны мыслить так, как будто наблюдателя и ощущений не существует, а есть лишь "непосредственно известные" нам физические объекты. Хотя на самом деле, "непосредственно известны" нам именно ощущения - независимо от того, физическую ли они на самом деле имеют природу. Я всегда считал себя человеком с хорошей способностью к самопознанию, но буквально недавно меня осенила мысль, что по одному из таких "непосредственно очевидных" вопросов я более 20 лет жил в заблуждении. Этот вопрос - о количестве базовых цветов, доступных человеческому восприятию.

Базовыми цветами мы будем назвать минимально возможную группу цветов, которые субъективно кажутся нам отличающимися друг от друга качественно, а не количественно.

Примеры. Между сиреневым и фиолетовым (рис. 1) различие нам кажется лишь количественным (разная степень красноты и синевы), а различие между голубым и фиолетовым - качественным (в одном есть красная составляющая, а в другом - зелёная). Если взять более крупную группу, то найти сочетание качественно отличающихся цветов труднее. Например, в группе из четырёх цветов, зелёного, красного, голубого и синего, качественное различие наблюдается между красным, зелёным и синим цветами, голубой же воспринимается как смесь зелёного и синего и не содержит в себе компонент, несводимых к первым трём цветам.

Общепринятая среди неспециалистов точка зрения заключается в том, что существует три базовых цвета. Правда, в вопросе о том, какие конкретно эти цвета, уже начинаются разногласия. Когда я впервые прочитал в детской книжке, что любые цвета можно получить смешением красного, жёлтого и синего, мне показалось это жутко контринтуитивным. Я ещё мог допустить, что зелёный цвет содержит жёлтую составляющую, но синей составляющей я там в упор не видел. Однако эксперименты худо-бедно демонстрировали, что зелёный из жёлтого и синего всё же получается. Это было интересным открытием. И я настолько свыкся с этим фактом, что, когда прочитал в другой детской книге о трёх колбочках - красной, зелёной и фиолетовой (!), я возмутился неграмотности авторов. В особенности, конечно, возмущение у меня вызвала идея о базовости фиолетового, который явно содержит красную составляющую, а потому не может быть "ортогональным" (выражаясь неизвестным мне тогда языком квантовой механики и цветовых пространств) к красному. Идея же, что именно зеленый, а не жёлтый, является базовым цветом, постепенно всё же убедила меня. Ведь в детстве он и так казался мне базовым, и значит, упоминание жёлтого было ошибкой. Даже не ошибкой, а просто фактом, который не претендовал на объяснение физиологии. Ведь если говорить о смешении красок, то в качестве базового можно выбирать как жёлтый, так и зелёный. Тем не менее, для меня долгое время (особенно остро - в студенческие годы во время изучения оптики) оставалось два вопроса, к которым позже добавился третий:

1. Даже если признать, что жёлтый цвет является лишь смесью красного и зелёного, то почему он так явно выделен в цветовом пространстве? Мы хорошо чувствуем, в какую сторону от него отклонён тот или иной цвет: в зелёную (тогда он становится салатным) или красную (тогда он становитя оранжевым). Ничего подобного не наблюдается при смешении, например синего и зелёного. Там тоже есть несколько градаций - голубой, цианистый, сине-зелёный - но все они отличаются друг от друга только количественно. Среди них нет какого-то особо выделенного, легко отличимого от других, цвета.

2. Почему фиолетовый цвет выглядит как смесь синего и красного, хотя и находится на краю спектра, противоположном красному? Действие красной колбочки там, по идее, давно заканчивается. Сначала я думал, что никакого фиолетового цвета на конце спектра нет, а в типографии его получают лишь смешением синего и красного. Но в университете на уроках оптики я делал эксперименты с узкополосными фильтрами. Был там и фиолетовый фильтр... Как он выглядел - можете догадаться. Некоторое время я думал, что краснота фиолетового цвета связана со второй гармоникой, но потом отверг эту идею.

3. Почему мы почти нигде не видим чисто зелёного цвета? Нам обычно встречается жёлто-зелёный. Изредка - сине-зелёный. Нейтрально зелёный цвет найти в окружающем мире крайне трудно - в отличие, например, от якобы небазового жёлтого. На компьютере он получается с трудом, да и то выглядит для разных людей по разному (см. рис. 1). Некоторые всё же чувствуют в нём синеву, другие - желтизну. Для тех, кто занимается музыкой и звуком, отмечу, что подобный цвет фигурирует в интерфейсе программы Cool Edit (и отчасти Audition).

Ответить на 2 и 3 вопросы оказалось нетрудно. Достаточно посмотреть на график чувствительности колбочек разного цвета (см. рис 2). Красная колбочка, действительно, имеет второй пик в районе фиолетового цвета - факт, о котором не учат в школе, а очень зря. Что же касается зелёного цвета, то он постоянно зашумлён сигналами других колбочек. Нет такой длины волны, на которой работает только зелёная колбочка. Да и с синим всё непросто. Конечно, можно формально найти место, где красная и синяя колбочки на фоне основного зелёного сигнала дают сигналы равной интенсивности. Согласно RGB цветовой модели, это, предположительно, должно восприниматься как нейтральный серо-зелёный. Но с эволюционной точки зрения маловероятно, чтобы зрительный анализатор имел "висячие" регистры, и человек никогда не мог видеть чистый зелёный цвет. Так что, вероятно, в описанной ситуации анализатор просто срезает слабые красную и синюю компоненты, и мы действительно видим чистый зелёный цвет. Но на компьютере его всё равно точно получить нельзя, так как приведённый на рис. 1 цвет получен путём смешивания синего и салатного, и паразитные компоненты не просто присутствуют, а очень сильны. В обычной же жизни, вероятно, зелёному анализатору просто не повезло: почти все зелёные объекты (трава, листья) сильно воздействуют и на красную, и на зелёную колбочки, потому изображение получается желто-зелёным. Есть цветы всевозможных оттенков, но вот в зелёных цветах смысла не оказалось: плохо выделяются на фоне травы. Может быть, по этой причине в природе мало распространены красители, имеющие цвет, слабо отличающийся от хлорофиллового.

Рассуждения, касающиеся зелёного цвета, показывают, что зрительный анализатор вовсе не обязан точно повторять сигналы колбочек. Но, понимая это, я всё равно до недавнего времени не решался сделать в общем-то несложный вывод: ничто не мешает в сознании существовать четырём, а не трём, качественно различающимся цветам. Вместо этого, я долгое время пытался убеждать себя, что в жёлтом цвете я действительно вижу красную и зелёную составляющие.. Лишь недавно я подверг это сомнению и допустил, что зрительный анализатор может выделять отдельный регистр для сигнала, являющегося сочетанием двух сильных сигналов с красной и зелёной колбочек, и субъективно окрашивать его жёлтым. Правда, в этом случае теоретически возможными становятся такие неведомые нам цвета, как сине-жёлтый и красно-зелёный, когда соответствующие регистры работают одновременно. Но получить такие ощущения простым смешением красок не получится: любой цвет будет пропущен через "прокрустово ложе" трёх зрительных клеток (кстати, сейчас подозревают, что функции синих колбочек на самом деле выполняют палочки, но эта гипотеза не общепринята), и смесь синего и жёлтого предстанет как серый или белый. Тем не менее, может быть, существуют какие-то психотехники для наблюдения таких цветов.

Удивлённый собственной догадкой, я полез почитать литературу. И довольно быстро обнаружил, что нейрофизиологи и так давно не цепляются за RGB модель. Более вероятным считается следующий трёхмерный алгоритм (Давид Хьюбл (David H.Hubel) и Торстен Вайзел (Torsten ;N.Wiesel), Нобелевская премия 1981 года по медицине).

1. Анализ яркости. В зависимости от результата анализа, цвет объявляется чёрным, белым или потенциально цветным. Эта шкала является наиболее древней и "навязчивой". Даже если цвета имеют одинаковую яркость, зрительный анализатор обязательно старается логически разделить их на яркие и тёмные. Многие из нас знакомы с ситуацией, когда на рекламном плакате используются рядом синий и красный, или зелёный и красный цвета. Если яркость их действительно одинакова, то в глазах начинает натурально "рябить"

2. Анализ теплоты. Если сигнал потенциально цветной, то сравнивается вклад длинноволновых (сумма R+G) и коротковолновых (B) составляющих. Если есть перекос в длинноволновую сторону, то сигнал объявляется жёлтым и "тёплым", если в коротковолновую - то синим и "холодным". Если никаких перекосов нет, то цвет предварительно объявляется серым, однако окончательное решение должно быть за следующим этапом анализа. Это шкала эволюционно более новая, но также очень навязчива. Анализаторы пытаются выискать желтые и синие компоненты везде. Они буквально не терпят ситуации, когда какой-то цвет не содержит ни того, ни другого. Возможно, именно по этим, а не по вышеприведённым, соображениям, так трудно найти чистый зелёный цвет. Той же проблемой, кстати, отличается и серый цвет: он почти всегда дополнительно классифицируется как желтоватый или синеватый.

3. Окончательный анализ цвета. Сравнивается вклад зелёной и красной компонент. Если они уравновешены, то всё остаётся в рамках шкалы синий-серый-жёлтый. Если есть перекос в сторону красного, то к результату предыдущей стадии анализа подмешивается красная компонента, если в сторону зелёного - то зелёная. При этом, субъективно ощущение теплоты от этого не меняется. Например, сиреневый цвет нам кажется "холодным" несмотря на присутствие красноты. Предположительно, красно-зелёная шкала возникла при появлении зелёной колбочки (до этого животные видели синий и жёлтый, причём без цветовых полутонов, только градации яркости и насыщенности!), и именно эта шкала плохо работает у некоторых дальтоников (разумеется, не тех, у кого физически поражены или отсутствуют те или иные колбочки). Эта шкала наименее навязчива. Легко предствить себе синий или жёлтый цвет без красных и зелёных примесей. Серый же и вовсе почти никогда не воспринимается нами как зеленоватый или красноватый, обычно он либо синеват, либо желтоват.

В результате могут быть получены все цвета цветового круга разной яркости и насыщенности. Правда, красно-зелёного цвета таким образом получить нельзя. Разве что в случае сбоя работы анализатора. Таким образом, идея о четырёх базовых цветах известна науке и не особенно оспаривается. Век живи, век учись