這五個人，看到了人類從未看到過的顏色

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卡了人眼視覺的bug。

撰文｜王昱

審校｜冬鳶

我們透過視網膜上的三種視錐細胞分辨不同的顏色，他們的名字分別是L、M和S。它們分別對長波長（紅）、中波長（綠）和短波長（藍）的光最敏感。工程師也正是利用了這一點，用紅色、綠色和藍色（RGB）製作出了顯示屏，牢牢鎖住了所有人的視線。

色彩騙局

實際上，色彩只是大腦對真實世界的一種近似。在客觀物理世界中，存在的是波長，而不是顏色。自然光在各個波長上的強度都不一致，但三種視錐細胞只能將豐富的光譜資訊濃縮成區區三個分量。人眼的這種近似方式雖然從實用效果上來說還不錯，但要深究精度，那就只能算得上湊合了。

一個最直觀的例子就是同色異譜現象，在人眼看來是同一種顏色的物體，光譜特徵可能完全不同。比如下方這幅圖中有兩個黃色球體，左側一列第一行是球體在真實世界中的樣子，第二行則是它的光譜，是單純的黃色光。而右側第一行是這個黃色球體在顯示器上的樣子，顯示器的RGB畫素並沒有黃色，顯示器調配紅綠藍三原色的比例，來滿足人眼對“黃色”的想象（第二行）。所以，就算左右兩個球體在人眼看來（第四行）是一樣的，但實際上它們的光譜成分可能完全不同（第二行）。而且，不同動物的視錐細胞對波長的敏感度不盡相同，在你看來能色彩準確的顯示器，在你的貓貓狗狗看來，可能偏色非常嚴重。

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並且，人眼對色彩的感知還有一個bug：三種視錐細胞感知的波長範圍是有重合的。上圖第三行就是L、M、S三種視錐細胞對波長的敏感度，可以發現在M視錐細胞被啟用時，S或L視錐細胞至少有一種會被啟用。在自然世界中，理論上沒人看到過M視錐細胞單獨被啟用過的樣子，那可能是一種全新的顏色。但最近一篇發表在《科學·進展》（Science Advances）的論文則表示，科學家成功單獨激活了M視錐細胞，受試者表示，這是一種他們從沒見到過的全新顏色。

全新的顏色

為了實現只啟用M視錐細胞的目的，研究團隊採用了最簡單粗暴的方式——讓光線只照到M視錐細胞上就好了。此前，也有類似的只啟用幾個M視錐細胞的實驗，但這些實驗啟用的M視錐細胞都太少，不足以讓人察覺到顏色。若想讓人眼看到M視錐細胞被單獨啟用的樣子，必須在足夠大的範圍內照亮足夠多的M視錐細胞才行。

為了實現這一點，研究團隊先標記了每位被試視網膜細胞的位置和型別。在實驗過程中，研究團隊用紅外相機追蹤定位視網膜的位置，精度可以達到單個細胞的量級。然後，他們將雷射精準投遞到視網膜的M視錐細胞上。不論在追蹤精度還是速度上，這都是一項艱鉅的任務。研究團隊追蹤了1000～2000個視錐細胞，並每秒向這些視錐細胞發射10⁵束雷射束。這些視錐細胞分佈在0.9°的視野範圍內。此外，為了降低實驗追蹤的難度，研究團隊選擇了偏離人眼視覺中心4°的視錐細胞，避開了人眼視覺中心視錐細胞最密集的區域。

研究團隊分別用488奈米和543奈米波長的雷射照射了5名受試者的視網膜。488奈米波長的光可以同時啟用L、M和S三種視錐細胞，而543奈米波長的光則更接近L和M視錐細胞的敏感峰值，S視錐細胞對其只有微弱的反應。結果研究團隊發現，當他們用543奈米波長的光只照射受試者的M視錐細胞時，受試者看到了一種從來沒見過的顏色。據研究團隊成員兼被試介紹，這種顏色類似孔雀藍或藍綠色，但飽和度非常高，研究者將這種顏色稱為olo。olo顏色似乎比正常視力下可以看到的最鮮豔藍綠色還要強烈，只有不斷新增白光來“稀釋”olo顏色後，才能與最接近的自然可見顏色相匹配。

olo色（圖中綠點）已經超出自然色彩的飽和度範圍（下方彩色區域），三個圖分別為3名受試者的色彩感受。圖片來源：原論文

色彩新騙局

但這還不是這5名受試者看到的全部，研究團隊還利用這套實驗系統製造了一種新的色彩騙局——只用單一波長的光，讓受試者感受到不同的顏色。研究團隊的裝置可以追蹤三種不同的視錐細胞，並且精準控制投向L、M和S視錐細胞雷射的強度。這樣，他們就能用單一波長的雷射顯示出多種顏色。

實驗團隊本質上是在用雷射——人類能製造的最單色的單色光——來實現彩色的顯示效果。略微思考一下這種技術的魔幻程度也許不亞於五彩斑斕的黑。但實驗團隊確實做到了，543奈米的雷射在人眼看來通常是綠色，研究團隊卻能透過控制L、M和S視錐細胞的激發強度，用這種雷射讓人感知出從橙色到黃色，再到綠色、藍綠色，乃至olo色的顏色。