宇宙其实没有颜色,人类看到的一切色彩都是大脑的幻觉?

  在很多人最初的认知中,浩瀚无垠的宇宙一片漆黑,充满了黑暗。上世纪九十年代初,NASA砸重金向距离地面640公里的近地轨道上发射了一架口径2.4米、长约16米的天文望远镜——哈勃空间望远镜。从此,人们看到的宇宙颜色变成了色彩斑斓的样子。

  哈勃空间望远镜

  从哈勃望远镜传回的一系列绚丽多彩的高清宇宙照片,给人以心灵的震撼,曾被很多天文爱好者视为珍宝,加以收藏。

  2021年12月25日,哈勃望远镜的“接班人”,造价100亿美元,口径6.5米、长约24米的詹姆斯·韦伯太空望远镜成功发射升空。近日,韦伯望远镜传回了由其拍摄的第一张宇宙照片,被认为是迄今为止人类对宇宙能探测到的最深、最清晰的照片。这张照片同样色彩绚丽,给人以强烈的视觉冲击。

  詹姆斯·韦伯太空望远镜

  然而,不管是以往人们认知中的黑色,还是天文望远镜传回的彩色,都不是宇宙真实的颜色。

  我们看到的色彩斑斓的宇宙照片,其实都是经过NASA后期处理过的。当然,NASA并不是像天马行空的画家那样随便给宇宙添加颜色的,而是严格遵循一定的调色规则,小心翼翼地给宇宙上色。

  韦伯望远镜拍摄的第一张宇宙照片

  具体地讲,NASA科学家使用一种特殊的滤镜技术来给原始照片补色。这种滤镜技术能够识别照片中不同部位分布的不同元素,而不同的元素会辐射出不同颜色的光,以此为根据来给整个照片补色。比如,氢离子辐射的光是蓝色的,那么就给这片区域补上蓝色;氧离子辐射的光是红色的,那么就给这片区域补上红色。以此类推,经过补色之后,我们就能够得到一张色彩丰富的宇宙照片。

  那么宇宙真实的颜色到底是什么样子的呢?

  

  其实,在物理学中,并没有颜色这个参数,取而代之的是波长。不同的光具有不同的波长,而不同的波长能够对应不同的颜色。

  人类的眼睛能够感受到的波长范围在400nm到760nm之间,也就是我们常说的可见光,即红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。实际上,在可见光之外,还有红外线、紫外线、远红外线等,只是人类的眼睛感受不到。

  

  而人类的眼睛之所以能够看到世间万物的各种颜色,是因为世间万物都在发光或者光在其表面发生了漫反射。事实上,当一束光射入人类的眼睛时,人类的眼睛对这束光进行了类似于滤镜技术那样的补色处理,这种经过补色处理的光传递到人类的大脑之后,人类才能够感受到颜色的存在。

  换句话说,颜色只不过是人类大脑的一种幻觉。

  人类的视网膜上有3种视锥细胞,分别用来检测短波、中波和长波段的可见光。当一束光射入人类的眼睛时,这3种视锥细胞就会分别根据自身波段检测特点,向大脑发出不同的信号——长波标记为红色,中波标记为绿色,短波标记为蓝色。

  

  当大脑接收到不同的信号时,它就能合成还原出来自外界的光波信号,并赋予相应的颜色标签,从而实现补色处理。

  实际上,大脑中的颜色标签非常丰富。正是因为如此,人类才得以感受到外界千变万化的光影交错,并在不断升级的大脑信息处理中,将更多主观感受与外在世界融合在一起。

  最新的研究成果表明,人类对于颜色的感觉不仅仅由光的物理性质所决定,还包含心理等因素。比如,人类对颜色的感觉往往会受到周围颜色的影响。

  

  所以,我们对于颜色的科学定义应该是这样的:颜色是通过眼、脑和我们的生活经验所产生的对光的视觉感受。

  由于不同的动物拥有不同的视锥细胞,所以地球上很多动物跟人类看到的世界是不一样的。比如,老鼠和猫科动物感知不到色彩,它们眼中的世界是一片灰蒙蒙的。部分鸟类拥有更多的视锥细胞,所以它们能够看到比人类更加丰富多彩的世界。

  

  同理,如果宇宙中存在外星人,那么它们眼中的宇宙可能与人类眼中的宇宙截然不同。

  总而言之,光确实是一种客观存在,而颜色则是人类大脑的一种主观意识,或者说是一种幻觉。

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