Czy mój czerwony jest taki sam jak twój czerwony?

Filozofowie od wieków spierali się o naturę doświadczeń i poznania. Idealiści twierdzili, że świat dostępny ludzkim zmysłom nie jest całością rzeczywistości (prócz tego, co postrzegamy, istnieją także byty niematerialne, na przykład idee, takie jak prawda czy dobro, które są wieczne i niezmienne).

Jednym z założeń idealizmu był realizm, pogląd zakładający, że możemy poznawać rzeczy odrębne od naszej świadomości. Jeśli coś jest czerwone, możemy zarejestrować odbijane przez ten przedmiot światło i stwierdzić, że odbija najwięcej światła o długości fal odpowiadających barwie czerwonej.

Antyrealiści głosili, że świat zewnętrzny niezależny od podmiotu poznającego nie istnieje, a przynajmniej jest zupełnie inny, niż poznającemu się wydaje. Wszystko, co możemy poznać, to nasze własne odczucia związane z działaniem zmysłów, twierdzili pragmatycy.

Możemy zarejestrować odbite światło, zmierzyć długość jego fal, stwierdzić, że odpowiada barwie czerwonej – ale nie mamy powodów, by uważać, że każdy doświadcza czerwonego koloru tak samo. Nie możemy być pewni, czy inni widzą świat tak samo.

Jak widzimy kolory, czyli „to skomplikowane”

Teoretycznie pełne spektrum barw można uzyskać, mieszając ze sobą światło (lub farby) niebieskie, żółte i czerwone. Receptory w naszych oczach mogłyby rejestrować właśnie te trzy kolory, by zapewnić nam pełnię widzenia barwnego. Taka teoria została sformułowana przez Thomasa Younga w roku 1802 i rozbudowana w roku 1852 przez Hermanna Helmholtza, jednak z czasem obraz ten okazał się uproszczony.

Istotnie, na siatkówce znajdują się trzy rodzaje receptorów barwnych zwanych czopkami. Jednak w XX wieku okazało się, że poszczególne ich typy reagują najsilniej na światło niebieskie, zielone oraz żółte. Stąd czopki zaczęto nazywać nie od kolorów, lecz od długości fali światła: S (short), M (medium) i L (long); najmniejszą długość mają fale światła fioletowego, największą zaś czerwonego.

Czopki S najsilniej reagują na światło niebieskie, rejestrują szerszy zakres (od fioletowego po zielone), M najsilniej reagują na światło zielone (rejestrują zaś od niebieskiego po żółte), natomiast L zaś najsilniej reagują na barwę żółtą (rejestrują zaś światło od zielonego przez żółte po czerwone).

Sygnały płynące z tych receptorów są przetwarzane przez korę wzrokową w dość złożony sposób. Jeden „kanał” w korze wzrokowej wylicza różnicę między aktywnością czopków L (umownie czerwonych) i M (zielonych), drugi między S (niebieskimi) a średnią aktywnością dwóch pozostałych, trzeci zaś przesyła informację o natężeniu światła.

Dlaczego część mężczyzn nie rozróżnia kolorów?

Zaburzenia widzenia barwnego dotyczą znacznie częściej mężczyzn, bowiem białka odpowiedzialne za działanie czopków (opsyny) kodowane są przez geny na chromosomie X. Kobiety mają dwa chromosomy X, gdy jeden z nich jest wadliwy, drugi nadal pozwala produkować opsyny.

Najczęstszym zaburzeniem jest deuteranopia, brak genu kodującego opsynę M, odpowiedzialną za działanie czopków M. Nie produkuje jej aż 6 procent mężczyzn. Widzą kolor niebieski, zamiast pozostałych widzą rudawe odcienie jesiennych liści.

Nieco rzadsza jest protanopia, brak genu kodującego opsynę L, odpowiedzialną za działania czopków L. Nie wytwarza jej 2 procent mężczyzn.

Tu problem jest podobny: kolory inne niż niebieski wydają się różnymi odcieniami żółci, natomiast dodatkowo niska jest czułość oka na natężenie czerwonego światła. Dla takich osób czerwień jest ciemnoszara lub czarna (nie ruda).

Oba zaburzenia występują także w łagodniejszych wersjach: deuteranomalii lub protanomalii.

Najrzadsza jest tritanopia, brak genu kodującego opsynę S. To białko kodowane jest przez gen na chromosomie 7, więc zaburzenie to dotyka obie płcie. Jest rzadkie i dotyka jedynie 0,002 proc. mężczyzn i 0,001 proc. kobiet. Wtedy widzi się czerwienie, ale żółcie wydają się bladoróżowe, problemem staje się odróżnienie zielonego od niebieskiego. Wrażliwość oka jest na te barwy zmniejszona – jawią się jako ciemniejsze.

Czy można badać subiektywne wrażenia zmysłowe

Przyjmijmy jednak, że mówimy o osobach bez zaburzeń widzenia barwnego. Jaką możemy mieć pewność, że w umyśle różnych ludzi powstaje takie samo wrażenie, gdy mówimy czerwony, albo pokazujemy kartkę odbijającą promieniowanie o długości fali pomiędzy 625 a 750 nanometrów? Czy czerwony jest tak samo czerwony dla każdego?

To pytanie nurtowało filozofów, ale i badaczy tego, jak działają ludzkie mózgi, czyli neurokognitywistów. Gwoli ścisłości nie chodzi akurat o barwę czerwoną, chodzi o dowolny kolor. I szerzej, o dowolne wrażenie zmysłowe. Czy dzielimy je z innymi, czy też może są one odmienne u różnych ludzi?

Trudno sobie wyobrazić, w jaki sposób można by zbadać subiektywne wrażenie zmysłowe. Można, jak najbardziej, położyć badanych w maszynie do rezonansu magnetycznego, pokazywać im czerwone plansze i patrzeć, które rejony mózgu reagują na dany kolor (lub inny bodziec).

Jednak i wtedy nie będziemy mieć pewności, że widząc tę samą czerwień na kartce lub monitorze, wszyscy mają to samo subiektywne wrażenie tej samej czerwieni. Nie jest wcale wykluczone, że ten sam biologiczny mechanizm (rejestracja sygnału przez czopki i przesłanie ich do kory wzrokowej mózgu) wywołuje odmienne subiektywne wrażenie u różnych osób.

Filozofowie ukuli na takie subiektywne wrażenie słowo qualia (od łacińskiego qualia, czyli „jakie”). I spierają się, czy qualia w ogóle istnieją, czy też nie. Spór dotyczy tego, czy istnieje pewna uniwersalność doznań zmysłowych.

Odwrócone qualia: czy mój zielony jest twoim czerwonym?

Umysłowy eksperyment z odwróconym postrzeganiem kolorów wymyślił filozof i lekarz John Locke (1632-1704). Polega na wyobrażeniu sobie dwóch osób: jedna z nich postrzega kolory normalnie, druga zaś tam, gdzie widzimy zielony, widzi czerwony (i odwrotnie).

Mimo tych różnic w subiektywnej percepcji kolorów obie osoby się dogadają, bowiem ktoś, kto widzi zielony tam, gdzie my czerwony, od dziecka nazywa go czerwonym (i odwrotnie). Nie ma więc sposobu, który pozwoliłby na wykrycie, czy ktoś przypadkiem nie widzi świata kolorów odwrotnie niż my.

Czyżby? Jak zauważyli później współcześni nam filozofowie (C. L. Hardin, A. Byrne), ten myślowy eksperyment jest jednak nierealistyczny. Nie ma idealnej symetrii w postrzeganiu i nazywaniu kolorów po obu stronach spektrum.

Jak tłumaczy Alex Byrne w „Stanford Encyclopedia of Philosophy” w haśle „Inverted Qualia”, ciemne i złamane odcienie żółci i pomarańczu są postrzegane jako osobny kolor – brązowy.

Natomiast po przeciwnej stronie zieleni ciemne odcienie niebieskiego nie stanowią dla nas konceptualnie osobnej barwy (język polski ze swoim określeniem „granatowy” jest wyjątkiem na tle języków świata).

Podobnie jest z jasnymi odcieniami czerwieni, które uważamy za osobny kolor: różowy. Dla nas leży poza spektrum barw kardynalnych, nie da się go wcisnąć między barwy tęczy – a osoba z „odwróconymi qualiami” upierałaby się, że to bladozielony.

Rozwiązaniem tego filozoficznego dylematu jest jednak pewien ewolucyjny bałagan. Niektóre źródła podają, że czopki L (najbardziej wrażliwe na światło żółte, nieco mniej na czerwone) mają szeroki zakres czułości i dodatkowy „szczyt” w okolicy barwy niebieskiej. Tę informację podaję za „Colour Vision” Petera Gourasa (pisze on o tym w punkcie 17. wykładu).

Tłumaczyłoby to zgrabnie, dlaczego widzimy fiolet na przeciwnym skraju widma światła widzialnego, ale jednocześnie zobaczymy go, mieszając światło niebieskie z czerwonym (lub po zmieszaniu farb w tych kolorach). Gdy do oka dociera światło fioletowe, pobudzane są czopki S (które krzyczą „niebieski”!) i nieco mniej czopki L (które wołają: „między żółtym a czerwonym”). Jednocześnie czopki M nie rejestrują niczego, co jest sygnałem, że czopki L jednak zarejestrowały czerwień (a nie na przykład żółć).

[Trzeba dodać, że nie wszyscy naukowcy się z tym wyjaśnieniem zgadzają i wielu kwestionuje wrażliwość „czerwonych” czopków na niebieskie światło. Istnieje alternatywne wyjaśnienie, jest jednak złożone. W teorii widzenia barwnego, zwanej „teorią procesów przeciwstawnych”, opponent process theory, gdy na siatkówkę pada światło widzialne o najkrótszych długościach fal, z samego skraju widma, nie pobudza czopków M ani L. Mózg interpretuje to jako brak żółtego, a dla kory wzrokowej przeciwieństwem żółtego jest fiolet. Mnie to nie przekonuje, bo wytłumaczenie, jak powstaje wrażenie fioletu, odwołuje na samym końcu do fioletu. Jest to logiczna tautologia.]

Wróćmy do teoretycznego przykładu osoby z „odwróconymi qualiami”. Postrzega zielony tam, gdzie my czerwony. Zatem mieszaniny czerwieni z niebieskim byłyby dla takiej osoby mieszaniną zieleni z niebieskim. Fiolet umieszczałaby między niebieskim a zielonym – tam, gdzie my turkusy – a nie na skraju skali barw.

Jest też inna kwestia, mianowicie skojarzeń kolorów z wrażeniami temperatury. Czerwony kojarzy nam się z ciepłem nieprzypadkowo, bo z doświadczenia wiemy, że jest to kolor rozżarzonych węgli i płomieni. Z tego samego powodu niebieski kojarzy się z chłodem wody i lodu. Osoba z odwróconymi qualiami dziwiłaby się, dlaczego zielony i niebieski uważamy za kolory „zimne” – dla niej byłyby ciepłe.

Czy turkusowy to niebieski, czy zielony? Mowa trawa

Próby opisywania subiektywnych wrażeń zmysłowych są jednak trudne. Przykładem jest kolor turkusowy. Czy dla Państwa to odcień zielonego, czy niebieskiego? Mogą to Państwo sami sprawdzić na tej stronie internetowej Is my blue your blue?

Dla mnie różne odcienie turkusu leżą w przeważającej mierze po stronie niebieskiego.

Ten przykład czy turkus to odcień niebieskiego, czy zieleni, pokazuje, jak zawodzi nas precyzja opisu wrażeń zmysłowych. Być może wszyscy widzimy ten sam odcień turkusowego tak samo, ale to, co dla jednych jeszcze jest (językowo, konceptualnie) niebieskie, dla innych jest już zielone.

Jest wiele języków, na przykład walijski, irlandzki i japoński, gdzie nie ma osobnych terminów na „niebieski” i „zielony”. O jaki kolor chodzi, wynika dopiero z kontekstu wypowiedzi. (Japoński zaczął rozróżniać oba kolory po II wojnie światowej, midori może być zielony sweter lub samochód, ale zielone rośliny, owoce, warzywa i światła drogowe są nadal ao, niebieskie.)

Na te rozbieżności w nazewnictwie jest jednak pewien sposób. To „podejście relacyjne”. Zamiast koncentrować się na opisie danego wrażenia zmysłowego, można rozważyć jego relację z innymi wrażeniami. Tworzy to pewną „mapę wrażeń”.

Najprostszym przykładem są odczucia temperatury. Jeśli ktoś każe nam wskazać przeciwieństwo wrażenia zimna, bez wahania odpowiemy: wrażenie ciepła. Gdybyśmy mieli uszeregować inne wrażenia temperatur, począwszy od gorącego, podalibyśmy je zapewne wszyscy w tym porządku: ciepłe, letnie, chłodne, zimne, lodowate.

Nasze mapy wrażeń zmysłowych kolorów są podobne

Z kolorami jest podobnie: również można tworzyć mapy wrażeń. Wrażenie czerwieni wynika w jakiś sposób z tego, że jest przeciwieństwem zieleni, że są jej odcienie wpadające w pomarańcz, jak ceglasty, i w ciemny róż, jak kolor malin. Na podstawie podobieństw i przeciwieństw zmysłowych wrażeń można stworzyć pewną mapę relacji.

Poprzednie takie badania zwykle rozważały podobieństwa par kolorów i mapowały relacje między nimi. Jednak takie badania miały pewną wadę. Nie wykluczały zupełnego odwrócenia subiektywnych wrażeń zmysłowych, czyli lustrzanego filozoficznego „odwrócenia qualiów”, gdy ktoś zamiast czerwonego widzi zielony (i odwrotnie).

Z analizy wrażeń zmysłowych różnych odcieni barw ponad sześciuset osób, dokonanej przez japońskich naukowców (pracę opublikowali w „iScience” w marcu ubiegłego roku) wynika, że jest to raczej mało prawdopodobne.

Badacze usunęli z takich map relacji wrażeń zmysłowych informacje o kolorze (pozostawiając jedynie relacje między poszczególnymi punktami na mapie) i okazało się, że mapy takie były w większości do siebie bardzo zbliżone. To sugeruje, że postrzeganie poszczególnych barw wywołuje bardzo podobne wrażenia zmysłowe u wszystkich badanych.

W badaniu brały udział także osoby z upośledzonym widzeniem kolorów (stanowiły niemal jedną trzecią uczestników). Na mapach relacji ich wrażeń zmysłowych poszczególne punkty były upakowane bliżej siebie. To zrozumiałe, bowiem w upośledzonym widzeniu barwnym kolory wydają się do siebie zbliżone.

Natomiast relacje między wrażeniami poszczególnych barw osób z upośledzonym widzeniem kolorów były podobne do relacji między wrażeniami osób z pełnym widzeniem barwnym.

To raczej wyklucza możliwość, że gdy ktokolwiek widzi czerwony kolor, w jego umyśle powstaje zupełnie odmienne inne wrażenie, sugerują badacze.

Raczej wszyscy widzimy ten sam kolor

Odmiennie podeszli do tego problemu naukowcy z Uniwersytetu w Tybindze i Instytutu Maxa Plancka (którzy opublikowali pracę w „Journal of Neuroscience” we wrześniu ubiegłego roku).

Tu grupa badanych była znacznie mniejsza, bowiem jedynie piętnastu osób. Było to jednak badanie droższe – naukowcy wykorzystali funkcjonalny rezonans magnetyczny (fMRI), by zobrazować aktywność mózgów podczas oglądania różnych kolorów. W wyniku tego również powstały mapy, ale innego rodzaju: mapy aktywności mózgów podczas oglądania poszczególnych odcieni barw.

Potem badacze nauczyli algorytm uczenia maszynowego rozpoznawać, na jakie kolory patrzą uczestnicy badania jedynie na podstawie wzorców aktywności ich mózgów. Algorytm w większości przypadków bardzo trafnie typował, na które kolory i ich odcienie patrzą badani.

Badanie to wykazało, że poszczególne kolory są przetwarzane przez nieco odmienne obszary w obszarze kory wzrokowej, przy czym neurony nieco silniej reagują na niektóre odcienie, na inne nieco słabiej. Takie różnice aktywności mózgów w zależności od postrzeganej barwy i jej odcienia były natomiast spójne w całej grupie badanych.

To znów potwierdza hipotezę, że wszyscy postrzegamy kolory podobnie, a różnice między indywidualnymi wrażeniami zmysłowymi są raczej niewielkie.

Natomiast badanie to nie mówi nam (ku rozpaczy filozofów) nic o tym, „jak to jest widzieć kolor czerwony”.

Jak powstają subiektywne odczucia? Nadal nie wiemy

Niestety pytanie, w jaki sposób aktywność mózgu tworzy subiektywne odczucia, to pytanie cięższego kalibru. Nadal nie wiemy (ku utrapieniu filozofów, neurologów, psychiatrów, psychologów i kognitywistów), jak powstają subiektywne odczucia.

Nie wiemy też, jak z wielu subiektywnych odczuć w danej chwili mózg tworzy świadomość – choć jest tu kilka teorii, które opisywał na łamach OKO.press w marcu tego roku Marcin Powęska.

Możemy natomiast, wracając do problemu, czy wszyscy postrzegamy świat tak samo, stwierdzić, że postrzeganie barw jest z dużym prawdopodobieństwem podobne u każdego człowieka. Możemy pouczać innych, jak Miranda Priestly w „Diabeł ubiera się u Prady” poucza Andy, że to nie jest żaden „zwykły niebieski”, it’s cerulean!

(Ceruleum to pigment używany w malarstwie. Został odkryty w 1805 roku przez Andreasa Höpfnera, wszedł do użycia w 1860 roku. Jego głównym składnikiem jest cynian kobaltu CoSnO3. Nazwa tego barwnika pochodzi prawdopodobnie od łacińskiego coelum, niebo, zdrobnionego do ceruleum.)

Jednak niebieski czy cerulean to tylko spory nazewnicze. Prawdopodobnie kolory wszyscy widzimy tak samo. Nie dotyczy to około 8 procent mężczyzn, którzy wskutek genetycznego defektu mają mniejsze lub większe problemy z odróżnieniem zielonego, żółtego i czerwonego. To prawie co dwunasty facet.

Czy faceci naprawdę gorzej widzą kolory?

No dobrze, ale co z pozostałymi 92 procentami mężczyzn, którzy – jak powie każda kobieta – mają problem z odróżnieniem odcieni barw?

Są badania przeprowadzone w 2012 roku, z których wynika, że faktycznie istnieją niewielkie różnice w percepcji wzrokowej między płciami. Mężczyźni gorzej odróżniają odcienie ze środka spektrum barw (odcienie zielonego i żółtego), lepiej wypadają w stronę krańca widma (odcieni pomarańczowego i czerwonego). Co ciekawe, percepcja kolorów jest minimalnie przesunięta i żółty bardziej wpada im w pomarańcz. Różnice te były subtelne, ale jednak zauważalne.

Z innych badań opublikowanych w tym samym roku wynika zaś, że mężczyźni lepiej odróżniają odcienie szarości w testach dynamicznych, gdy w grę wchodzi także ruch. Według Israela Abramova, autora obu publikacji, za te różnice odpowiada wpływ testosteronu na korę wzrokową. To ten hormon sprawia, że mózgi mężczyzn lepiej reagują na ruch, ale gorzej na subtelne różnice odcieni barw.

Ma to pewien sens ewolucyjny: gdy mężczyźni polowali, ich szanse na przeżycie zwiększała wrażliwość układu wzrokowego na ruch, gdy kobiety zbierały, ich szanse na zdobycie pożywienia zwiększała wrażliwość na kolor.

Na to nakładają się czynniki kulturowe: dla kobiet matek ważna była subtelna zmiana odcienia skóry dziecka, a dla kobiet w kuchni – subtelna zmiana koloru produktu spożywczego, czym mężczyźni dużo rzadziej się zajmowali i przejmowali.

Zapewne z tych kulturowych powodów mężczyźni mają uboższe słownictwo dotyczące nazewnictwa kolorów, wynika z badań prowadzonych w 1991 roku. Jeśli chcecie uzyskać od faceta odpowiedź, czy lepszy będzie koralowy, czy brzoskwiniowy, zapytajcie po prostu, który różowy mu się bardziej podoba.

Muszę się jednak przyznać, że problem z rozróżnieniem odcieni zawsze wydawał mi się trochę niezrozumiały. Różowy to kolor lodów truskawkowych, łososiowy jest trochę bardziej żółtawy, a brzoskwiniowy wpada jeszcze mocniej w pomarańczowy, w zasadzie to już blada marchewka.

Zaraz, a może Państwo widzicie to inaczej?