Informație

De ce percepem culoarea? (adică, valori distincte?)


Aceasta este o întrebare pe care mi-am pus-o adesea, dar la care nu am găsit niciodată un răspuns satisfăcător. S-ar putea să am procedat întotdeauna despre asta dintr-un punct de plecare greșit, deoarece întrebarea este indusă de fizică. Dar cred că o perspectivă evolutivă poate fi cea mai satisfăcătoare pentru a explica acest lucru.

Oamenii și alte animale au avut mult de câștigat din diferențierea nu numai întunericului și luminii, ci și a culorilor pentru a identifica lucruri comestibile, sau amenințări etc. În acest scop, am dezvoltat mai multe tipuri de celule conice. Dar ce motiv există pentru a nu percepe lumina așa cum percepem noi sunetul, într-un spectru? Am putea distinge cu ușurință lucrurile spuse doar știind cât de ridicată sau scăzută este frecvența luminii (sau, de altfel, care este „amprenta” spectrală a unor obiecte specifice). De ce să facem diferența între o gamă - deși mare - de culori?

Sau, pentru a face un pas mai departe, de ce am avut nevoie de un tip suplimentar de con la mijloc, lungimea de undă galben-verde? Există vreun motiv evolutiv? M-aș mulțumi să folosesc cele trei sensibilități conice mai mult sau mai puțin distincte ca explicație că creierul are suficiente informații pentru a le diferenția în mod arbitrar în semnale cognitive foarte discrete.

Dar din punct de vedere evolutiv, trebuie să existe un scop, astfel încât una dintre întrebări să fie cea potrivită. Culorile trebuie sa aduce ceva la masă. Sau nu?

Mulțumesc anticipat. De asemenea, sunt recunoscător pentru oricine care mi-a analizat argumentele, pentru că întotdeauna ajută.


„Dar ce motiv există pentru a nu percepe lumina așa cum percepem noi sunetul, într-un spectru?”

Noi percepem lumina într-un spectru. Nu doar într-un spectru, ci într-o combinație de componente spectrale (pentru că rareori în natură observăm lumină adevărată cu o singură lungime de undă). Dacă vă gândiți la nume de culori, acestea sunt doar cuvinte pe care le-am creat pentru a descrie culorile altor persoane, iar gama și distanța dintre aceste culori diferă în funcție de grupurile de limbi. Facem același lucru pentru sunet în contextul muzicii: Si bemol versus un E, de exemplu.

Sau, pentru a face un pas mai departe, de ce am avut nevoie de un tip suplimentar de con la mijloc, lungimea de undă galben-verde?

Culorile sunt percepute în viziune prin raportul de activitate al diferitelor conuri, iar intensitatea și spectrul pot fi confundate. Dacă nu aveți conuri „verzi”, există întinderi mari de lungimi de undă care activează doar unul dintre celelalte două conuri. În această situație, nu există nicio modalitate de a discrimina între intensitate și culoare.

Dacă, pe de altă parte, vă întrebați despre transducție, este pentru că sunetul și lumina au proprietăți fizice diferite. Cohleea „cartează” efectiv sunetele pe un aranjament fizic al celulelor de păr. Tu ar putea fă ceva asemănător cu o prismă, dar ai pierde acuitatea spațială (în mod efectiv, ai avea nevoie de un întreg analizor de spectru pentru câmpul receptiv al fiecărui fotoreceptor: retina ta ar trebui să fie absolut masivă). În schimb, viziunea culorilor funcționează prin sensibilitate chimică diferențială la diferite lungimi de undă luminii.

Întrebarea ta nu pare să fie prea mult despre evoluție, în afară de titlu, așa că am omis partea aceea.


Cultura populară: Suntem ceea ce consumăm

Într-o postare recentă, am criticat cultura populară ca fiind o forță nesănătoasă în viața noastră. Ca răspuns, Lawrence Rubin, un coleg blogger care studiază cultura populară, a comentat că, „Dacă pur și simplu considerăm cultura populară ca o banalitate, cu siguranță pare lipsită de sens, chiar și potențial distructivă. Cu toate acestea, dacă recunoaștem că este pur și simplu o expresie a noastră experiențe colective, importanța ei devine mai clară”.

Aș fi fost de acord cu această afirmație acum 30 de ani, când cultura populară era, de fapt, o expresie a experiențelor noastre colective. Dar cred că este timpul ca cei care studiază cultura populară să se trezească și să miroasă a Starbucks (referință pentru cultura populară): cultura populară nu este populară!

După cum a remarcat TerryS, un alt comentator, nu există nimic popular în cultura populară în zilele noastre: „90% din ceea ce este considerată cultură populară este produsă de corporații, cu unicul scop, ca să putem fi convertiți în consumatori voraci”. Nu cere, de exemplu, Desperate Housewives, Grand Theft Auto sau Facebook. Au fost create pentru a face bani și apoi comercializate ca „must-have” pe care, desigur, masele le-au îmbrățișat atunci.

Eu cred în adevăr în reclamă, așa că ar trebui să încetăm să numim cultura populară cultură populară pentru că, ei bine, nu mai este o reflectare a sentimentului popular. Cred că o expresie mai corectă este „cultură de sinteză”, deoarece este un produs sintetic creat de conglomerate corporative, mai degrabă decât o expresie a experiențelor împărtășite de oameni reali.

Suntem ceea ce consumăm

TerryS a oferit și o metaforă minunată pentru cultura populară. Ea a asemănat cultura populară autentică cu alimentele organice, care sunt cultivate și consumate de oameni care au un respect profund față de ei înșiși și o viață sănătoasă. În contrast, cultura de sinteză, ca și alimentele procesate, este în mare parte artificială, nesănătoasă și condusă de scopul profitului. Și generații întregi sunt hrănite forțat cu această dietă nesănătoasă, în timp ce cultura sintetizatoare își satisface propriul apetit rapace.

Ea își încheie frumos metafora, sugerând că „cultura pop este fast-food pentru suflet”. American Idol, People Magazine, iPod-urile și Brangelina (pentru a numi doar câteva) sunt gustoase și creează dependență. Dar, extinzându-și mai departe metafora, la fel cum fast-food-ul nu este sănătos pentru corp, cultura sintetică nu este sănătoasă pentru suflet. Nici unul nu oferă „hrănire” reală în ambele cazuri, trupurile, mințile și spiritele noastre rămân înfometate de susținere reală.

O „dietă” de calorii goale

Deci, ce se întâmplă atunci când o cultură populară autentică este înlocuită de o cultură de sinteză? Ei bine, ce se întâmplă când înlocuiți o dietă organică bogată în nutrienți cu una artificială, bogată în calorii și săracă în nutrienți? Răspunsul este de la sine înțeles, dar continuăm această dietă fără să ne dăm seama că s-ar putea foarte bine să ne omoare încet, individual și colectiv.

De ce nu am recunoaște această dietă nesănătoasă și am face o schimbare în bine? În fața instabilității globale, a incertitudinii economice și a schimbărilor societale neliniștitoare, cultura sintetică ne oferă „mâncare de confort” extraordinară, este delicioasă, ne umple și ne face să ne simțim bine. Cultura sintetizatoare a devenit cu adevărat noul „opiaceu al maselor”, atenuând neliniștea existențială și prea pragmatică cu o dietă de calorii gustoase, deși goale.

Și ceea ce este cu adevărat înfricoșător este că actuala generație de tineri este prima care a fost crescută în întregime în această cultură de sinteză, fără nicio experiență a ceea ce este o cultură populară autentică.

Adevăratul rău

Majoritatea oamenilor consideră cultura populară ca fiind cele mai comune forme de divertisment, fie că este televiziune, filme, muzică sau ceea ce există pe web. Dar cultura populară se bazează pe expresii ale experiențelor comune care sunt mult mai fundamentale pentru societatea noastră, inclusiv valorile și credințele care au modelat-o, de exemplu, integritate, comunitate, compasiune, curaj, sacrificiu, respect, muncă asiduă și dreptate.

Iată ce mă îngrijorează: dacă cultura noastră populară nu mai este această expresie mai profundă a experiențelor noastre colective, atunci ceva important se pierde. S-ar putea să fim distrați de The Biggest Loser, Knocked Up sau Jay-Z, dar suntem și fără să vrem influențați de mesajele care stau la baza acestui divertisment popular și care stau la baza culturii synth, mesaje de lăcomie, consum, schadenfreude, câștig la orice cost și misoginie, ca să numim doar câteva.

În mod colectiv, o cultură populară care este o expresie a experiențelor comune ale unei societăți are o valoare esențială și o funcție benefică pentru societatea respectivă. Este o contribuție importantă la formarea și creșterea unei societăți sănătoase. Poate la fel de mult ca statul de drept, o cultură populară autentică acționează ca un adevăr societal, o legătură comună care ține societățile împreună și comunică că „noi suntem una”. Și poate mai puternic decât lipiciul de sus în jos furnizat de guvern, o cultură populară autentică, creată „din popor, de către popor și pentru oameni”, acționează ca lipiciul real, de jos în sus, care unește diverși oameni într-un societate închegată.

Ca indivizi, o cultură populară autentică insuflă un sentiment de proprietate și împuternicire în societatea noastră, deoarece fiecare dintre noi știe că contribuim la acea cultură. Este mai probabil să acționăm în interesul societății noastre, deoarece știm că acele interese sunt și ale noastre. O cultură populară autentică ne oferă, de asemenea, un sentiment de identitate comună, sens și scop care transcende diferențele de geografie, rasă, etnie, religie sau politică. Toate acestea ne încurajează apoi să ducem o viață în conformitate cu valorile și normele culturii noastre, deoarece sunt ale noastre.

Tiranie sub orice alt nume

Luați în considerare alte societăți în care o cultură populară autentică a fost sufocată. Până acum, singurele exemple au fost găsite în societățile totalitare, precum cele sub Stalin, Mussolini, Franco și Hitler. Ceea ce am văzut în aceste societăți, când capacul s-a desprins în sfârșit, au fost populații profund rănite, cărora le-au avut ani de libertate pentru a-și recupera daunele individuale și societale și pentru a-și restabili cultura populară autentică. Și, din păcate, oamenii din Cuba și Coreea de Nord nu au avut încă această oportunitate.


Neuroștiință. a 2-a editie.

O proprietate specială a sistemului de conuri este viziunea culorilor. Perceperea culorii permite oamenilor (și multor alte animale) să discrimineze obiectele pe baza distribuției lungimilor de undă ale luminii pe care le reflectă în ochi. În timp ce diferențele de luminanță sunt adesea suficiente pentru a distinge obiectele, culoarea adaugă o altă dimensiune perceptivă care este utilă în special atunci când diferențele de luminanță sunt subtile sau inexistente. Culoarea, evident, ne oferă un mod destul de diferit de a percepe și de a descrie lumea în care trăim.

Spre deosebire de tijele, care conțin un singur fotopigment, există trei tipuri de conuri care diferă prin fotopigmentul pe care îl conțin. Fiecare dintre acești fotopigmenți are o sensibilitate diferită la lumina de lungimi de undă diferite și, din acest motiv, sunt denumite „albastru, verde”, și „cred”, sau, mai potrivit, scurt. (S), conuri de lungime de undă medie (M) și lungă (L), termeni care descriu mai mult sau mai puțin sensibilitățile lor spectrale (Figura 11.12). Această nomenclatură implică faptul că conurile individuale oferă informații de culoare pentru lungimea de undă a luminii care îi excită cel mai bine. De fapt, conurile individuale, cum ar fi tijele, sunt complet daltonice prin faptul că răspunsul lor este pur și simplu o reflectare a numărului de fotoni pe care îi captează, indiferent de lungimea de undă a fotonului (sau, mai corect, energia sa vibrațională). Prin urmare, este imposibil să se determine dacă modificarea potențialului de membrană al unui anumit con a apărut din expunerea la mulți fotoni la lungimi de undă la care receptorul este relativ insensibil, sau mai puțini fotoni la lungimi de undă la care este cel mai sensibil. Această ambiguitate poate fi rezolvată doar prin comparând activitatea în diferite clase de conuri. Pe baza răspunsurilor celulelor ganglionare individuale și ale celulelor de la niveluri mai înalte în calea vizuală (vezi capitolul 12), comparațiile de acest tip sunt în mod clar implicate în modul în care sistemul vizual extrage informațiile de culoare din stimulii spectrali. În ciuda acestor perspective, înțelegerea mecanismelor neuronale care stau la baza percepției culorilor a fost evazivă (caseta D).

Figura 11.12

Viziunea culorilor. Spectrele de absorbție ale celor patru fotopigmenți din retina umană normală. Curbele solide indică cele trei tipuri de opsine de con, curba punctată arată rodopsina tijă pentru comparație. Absorbanța este definită ca valoarea log a intensității (mai mult.)

Caseta D

Importanța contextului în percepția culorilor.

Multe informații suplimentare despre vederea culorilor au venit din studiile asupra persoanelor cu abilități anormale de detectare a culorilor. Deficiențele de vedere a culorilor rezultă fie din eșecul moștenit de a produce unul sau mai mulți pigmenți conici, fie dintr-o alterare a spectrelor de absorbție a pigmenților conici (sau, rar, din leziuni în stațiile centrale care procesează informațiile de culoare vezi Capitolul 12). În condiții normale, majoritatea oamenilor pot potrivi orice culoare dintr-un stimul de testare ajustând intensitatea a trei surse de lumină suprapuse care generează lungimi de undă lungi, medii și scurte. Faptul că sunt necesare doar trei astfel de surse pentru a potrivi (aproape) toate culorile percepute este o confirmare puternică a faptului că senzația de culoare se bazează pe nivelurile relative de activitate în trei seturi de conuri cu spectre de absorbție diferite. Acea viziune a culorilor este tricromatic a fost recunoscut pentru prima dată de Thomas Young la începutul secolului al XIX-lea (astfel, persoanele cu vedere normală a culorilor sunt numite tricromate). Pentru aproximativ 5𠄶% din populația masculină din Statele Unite și un procent mult mai mic din populația feminină, totuși, vederea culorilor este mai limitată. Sunt necesare doar două culori de lumină pentru a se potrivi cu toate culorile pe care acești indivizi le pot percepe, a treia categorie de culori pur și simplu nu este văzută. Astfel de bicromatie, sau 𠇚ltonismul”, așa cum se numește în mod obișnuit, este moștenită ca o caracteristică recesivă, legată de sex și există sub două forme: protanopia, în care toate potrivirile de culoare pot fi realizate folosind doar lumina verde și albastră și deuteranopie, în care toate meciurile pot fi realizate folosind doar lumina albastră și roșie. Într-o altă clasă majoră de deficiențe de culoare, toate cele trei surse de lumină (adică, lungimi de undă scurte, medii și lungi) sunt necesare pentru a realiza toate potrivirile posibile de culoare, dar potrivirile sunt realizate folosind valori care sunt semnificativ diferite de cele utilizate de majoritatea indivizilor. Câteva din acestea tricromate anormale necesită mai mult roșu decât în ​​mod normal pentru a se potrivi cu alte culori (tricromații protanomali) altele necesită mai mult verde decât în ​​mod normal (tricomații deuteranomali).

Jeremy Nathans și colegii săi de la Universitatea Johns Hopkins au oferit o înțelegere mai profundă a acestor deficiențe de vedere a culorilor prin identificarea și secvențierea genelor care codifică cei trei pigmenți ai conurilor umane (Figura 11.13). Genele care codifică pigmenții roșii și verzi prezintă un grad ridicat de omologie de secvență și se află adiacente una cu cealaltă pe cromozomul X, explicând astfel prevalența daltonismului la bărbați. În schimb, gena pigmentului sensibilă la albastru se găsește pe cromozomul 7 și este destul de diferită în secvența sa de aminoacizi. Aceste fapte sugerează că genele pigmentului roșu și verde au evoluat relativ recent, poate ca urmare a duplicării unei singure gene ancestrale, ele explică și de ce majoritatea anomaliilor de vedere a culorilor implică pigmenții conului roșu și verde.

Figura 11.13

Multe deficiențe ale vederii culorilor sunt rezultatul modificărilor genetice ale pigmenților conurilor roșii sau verzi din cauza încrucișării cromozomilor în timpul meiozei. Această recombinare poate duce la pierderea unei gene, la duplicarea unei gene sau la formarea (mai mult.)

Dicromaților umani le lipsește unul dintre cei trei pigmenți conici, fie pentru că lipsește gena corespunzătoare, fie pentru că există ca hibrid al genelor pigmentului roșu și verde (vezi Figura 11.13). De exemplu, unor dicromați le lipsește cu totul gena pigmentului verde, în timp ce alții au o genă hibridă despre care se crede că produce un pigment asemănător roșu în conurile “verde”. Tricromații anomali posedă și gene hibride, dar acești pigmenți elaborați ale căror proprietăți spectrale se află între cele ale pigmenților normali roșu și verde. Astfel, deși majoritatea tricromaților anormali au două seturi distincte de conuri de lungimi de undă lungi (unul normal, unul hibrid), există mai multă suprapunere în spectrele lor de absorbție decât la tricromații normali și, prin urmare, mai puțină diferență în modul în care cele două seturi de conuri răspund la un lungime de undă dată (cu anomalii rezultate în percepția culorilor).

Prin acord cu editorul, această carte este accesibilă prin funcția de căutare, dar nu poate fi răsfoită.


Cromatografie colorată + video

Cromatografia este una dintre cele mai simple tehnici de separare a componentelor individuale ale unui amestec.

În chimie, un amestec este o combinație de substanțe care pot fi separate deoarece nu sunt legate chimic.

(Spre deosebire de un compus, care are elemente legate chimic între ele.)

În cromatografia pe hârtie, un amestec este dizolvat și tras pe o bucată de hârtie.

Amestecul se separă deoarece componentele sale se deplasează pe hârtie la viteze diferite, pe baza atracției lor față de hârtie sau a solubilității în solvent.

Cuvântul ‘cromatografie’ provine din cele două cuvinte grecești pentru ‘culoare’ și ‘scris.’ Odată ce ați încercat proiectele distractive de mai jos, veți vedea de ce acesta este un nume atât de potrivit!

>> Urmăriți videoclipul nostru cu cromatografie pentru a vedea acest proces misto în acțiune!

Ascunselea culorii

Negrul este cu adevărat negru? Să începem cu o simplă cromatografie pe hârtie pentru a afla.

De ce ai nevoie:

Ce faci:

  1. Tăiați o bucată de hârtie de filtru sau filtru de cafea în fâșii dreptunghiulare (aproximativ 1/2″ x 3-4″).
  2. Desenați o linie de creion peste capătul îngust al unei benzi, la aproximativ 1 cm de partea de jos.
  3. Desenați un punct mic cu markerul negru pe linia creionului.
  4. Utilizați o clemă sau bandă adezivă pentru a atașa banda de hârtie la un creion. Puneți creionul peste partea superioară a unui pahar sau a unei cești. Reglați banda de hârtie până când atârnă în jos, fără a atinge părțile laterale sau fundul paharului.
  5. Turnați cu grijă apă în pahar până când atinge partea de jos a benzii de hârtie. (Asigurați-vă că nivelul apei este sub punctul de marcare, altfel cerneala se va scurge în apă.) Apa va începe să urce pe hârtie.
  6. Când apa se apropie de partea de sus a hârtiei, scoateți banda din pahar și lăsați-o să se usuce pe o farfurie de hârtie sau agățată într-o ceașcă goală. Seria de culori pe care o vedeți se numește cromatogramă.

Ce s-a întâmplat:

Pe măsură ce apa se deplasează pe banda de hârtie (similar cu acțiunea capilară în plante), ea dizolvă cerneala și o trage și în sus de hârtie.

Cerneala neagră este de fapt un amestec de mai mulți pigmenți diferiți sau agenți de colorare. Unii pigmenți se dizolvă în apă mai ușor și sunt trași cu apa mai în sus pe hârtie.

Alții sunt mai atrași de hârtie și se mișcă mai încet.

De obicei, moleculele mai mici se vor deplasa mai departe decât cele mai mari. Ce culori vezi pe cromatograma ta? Markerul negru era cu adevărat negru?

Cele trei culori primare folosite la amestecarea vopselelor sau a vopselelor sunt roșu, galben și albastru.

Alte culori sunt adesea un amestec al acestor trei culori. Încercați să rulați din nou un test de cromatografie cu markeri care nu sunt de culoare primară, cum ar fi violet, maro și portocaliu.

Vezi ce culori ascunse sunt cu adevărat acolo! Puteți încerca, de asemenea, să utilizați alți solvenți, cum ar fi alcoolul sau soluția de îndepărtare a lacului de unghii, în special pentru pixuri și markere permanente care nu se vor dizolva în apă.

Recomandate Produs
Kit de experimente pentru cromatografie
Cromatografia este una dintre cele mai simple tehnici de separare a componentelor unui amestec – cu acest kit puteți face 5 experimente distractive pentru a dezvălui culorile ascunse în cerneală neagră, separați culorile toamnei de frunzele verzi, efectuați cromatografia criminalistică, experimentați cu coloranți de bomboane. , și altele.

Culori de toamnă în frunze de vară

În fiecare toamnă, vedem schimbări uimitoare de culoare ale chimiei care se întâmplă în jurul nostru.

Copacii care au fost verzi tot anul devin dintr-o dată galben strălucitor, portocaliu, roșu sau chiar violet! Cum se întâmplă asta?

Frunzele conțin diferiți pigmenți, care le dau culoarea lor.

Clorofila verde, care este esențială pentru fotosinteză, este cel mai comun tip de pigment, dar există și cartenoizi (galben, portocaliu, maro) și antociani (roșu).

În timpul lunilor de vară, frunzele sunt atât de pline de clorofilă încât verdele învinge orice alte culori prezente în frunze, cum ar fi galben și portocaliu.

Toamna zilele încep să se scurteze și temperatura scade, semnalând copacului că este timpul să treacă în modul de depozitare pentru iarnă. Clorofila începe să se descompună, făcând ca verdele din frunze să dispară și permițându-ne să vedem culorile celorlalți pigmenți, care au fost prezenți tot timpul.

Puteți folosi cromatografia pentru a afla ce pigmenți sunt prezenți într-o frunză când aceasta este încă verde.

De ce ai nevoie:

  • Frunzele verzi (copacii cu schimbări dramatice de culoare de toamnă, cum ar fi arțarii, funcționează cel mai bine)
  • Hârtie de filtru sau filtru de cafea
  • Pahar sau cană de sticlă
  • Spirt
  • Creion

Ce faci:

  1. Adunați mai multe frunze verzi dintr-un copac. Puteți alege să comparați doi copaci diferiți, dacă doriți.
  2. Tăiați frunzele în bucăți foarte mici și puneți-le într-un pahar sau un pahar mic.
  3. Se toarnă alcool în pahar cât să acopere frunzele. Doriți ca soluția de pigment să fie cât mai concentrată posibil, așa că nu adăugați mai mult alcool decât este necesar. Acoperiți paharul cu folie de plastic și puneți-l într-un pahar sau un castron mai mare cu aproximativ un centimetru de apă fierbinte. Lăsați-l să stea cel puțin 30 de minute, învârtindu-l ocazional și înlocuind apa fierbinte după cum este necesar. Puteți folosi o lingură pentru a ajuta la zdrobirea frunzelor și pentru a elibera mai mult pigment.
  4. Când culoarea lichidului este frumoasă și închisă, îndepărtați țesutul de frunze cu o furculiță sau o lingură (sau strecurați-l printr-un filtru de cafea).
  5. Lipiți o bandă de hârtie de filtru pe un creion și suspendați-o în pahar, astfel încât banda să atingă doar lichidul colorat. Acoperiți paharul cu folie de plastic pentru a preveni evaporarea.
  6. Când alcoolul se apropie de vârf (acest lucru poate dura 30-90 de minute), scoateți banda și lăsați-o să se usuce.

Ce culori vezi în cromatograma finală? Cele ‘ascunse’? pigmenții (caretonoizi și antociani) vor călători mai departe pe hârtie decât clorofila. Pe baza cromatogramei tale, ce culoare crezi că vor avea frunzele toamna după ce clorofila s-a destrămat?

Citiți articolul nostru pentru a afla mai multe despre cum frunzele își schimbă culorile toamna.

Mai multe proiecte distractive de chimie

Legături științifice

Explorați natura culorii cu această expoziție web frumoasă și informativă: Causes of Color.

Consultați acest site pentru a vedea cum toate imprimările colorate sunt realizate cu adevărat din doar patru culori.


De ce percepem culoarea? (adică, valori distincte?) - Biologie

Viziunea stereo a culorilor umane este un proces foarte complex care nu este complet înțeles, în ciuda sutelor de ani de studiu intens și modelare. Vederea implică interacțiunea aproape simultană a celor doi ochi și a creierului printr-o rețea de neuroni, receptori și alte celule specializate. Primii pași în acest proces senzorial sunt stimularea receptorilor de lumină din ochi, conversia stimulilor sau imaginilor luminoase în semnale și transmiterea semnalelor electrice care conțin informațiile despre viziune de la fiecare ochi la creier prin nervii optici. Această informație este procesată în mai multe etape, ajungând în cele din urmă la cortexele vizuale ale creierului.

Ochiul uman este echipat cu o varietate de componente optice, inclusiv corneea, irisul, pupila, umorile apoase și vitroase, o lentilă cu focalizare variabilă și retina (așa cum este ilustrat în Figura 1). Împreună, aceste elemente lucrează pentru a forma imagini ale obiectelor care cad în câmpul vizual pentru fiecare ochi. Când un obiect este observat, acesta este mai întâi focalizat prin elementele convexe ale corneei și ale cristalinului, formând o imagine inversată pe suprafața retinei, o membrană cu mai multe straturi care conține milioane de celule sensibile la lumină. Pentru a ajunge la retină, razele de lumină focalizate de cornee trebuie să traverseze succesiv umoarea apoasă (în camera anterioară), cristalinul, corpul vitros gelatinos și straturile vasculare și neuronale ale retinei înainte de a ajunge în exteriorul fotosensibil. segmente ale celulelor conului și tijei. Aceste celule fotosenzoriale detectează imaginea și o traduc într-o serie de semnale electrice pentru transmitere către creier.

În ciuda unor concepții greșite din cauza spectrului larg de terminologie folosită pentru descrierea anatomiei ochiului, corneea, nu cristalinul, este cea care este responsabilă pentru cea mai mare parte a puterii totale de refracție a ochiului. Fiind netedă și clară ca sticla, dar la fel de flexibilă și durabilă ca plasticul, partea anterioară, puternic curbată, transparentă a peretelui exterior al globului ocular permite razelor de lumină care formează imaginea să treacă în interior. Corneea protejează, de asemenea, ochiul, oferind o barieră fizică care protejează interiorul ochiului de microorganisme, praf, fibre, substanțe chimice și alte materiale dăunătoare. Deși mult mai subțire în lățime decât cristalinul, corneea oferă aproximativ 65% din puterea de refracție a ochiului. Cea mai mare parte a puterii de a curba lumina rezidă în apropierea centrului corneei, care este mai rotundă și mai subțire decât porțiunile periferice ale țesutului.

Fiind fereastra care controlează intrarea luminii în ochi, corneea (Figura 2) este esențială pentru o vedere bună și acționează, de asemenea, ca un filtru de lumină ultravioletă. Corneea elimină unele dintre cele mai dăunătoare lungimi de undă ultraviolete prezente în lumina soarelui, protejând astfel în continuare retina foarte sensibilă și cristalinul de deteriorare. Dacă corneea este curbată prea mult, ca în cazul miopiei, obiectele îndepărtate vor apărea ca imagini neclare, din cauza refracției imperfecte a luminii către retină. Într-o afecțiune cunoscută sub numele de astigmatism, imperfecțiunile sau neregularitățile corneei duc la refracția inegală, care creează denaturarea imaginilor proiectate pe retină.

Spre deosebire de majoritatea țesuturilor corpului, corneea nu conține vase de sânge pentru hrănire sau pentru a o proteja împotriva infecțiilor. Chiar și cele mai mici capilare ar interfera cu procesul precis de refracție. Corneea se hrănește din lacrimi și din umoarea apoasă, care umple camerele din spatele structurii. Stratul epitelial exterior al corneei este plin de mii de terminații nervoase mici, ceea ce face corneea extrem de sensibilă la durere atunci când este frecat sau zgâriat. Cuprinzând aproximativ 10% din grosimea țesutului, stratul epitelial al corneei blochează pătrunderea materiei străine în ochi, oferind în același timp o suprafață netedă pentru absorbția oxigenului și a nutrienților. Stratul central al corneei, cunoscut sub numele de stromă, cuprinde aproximativ 90 la sută din țesut și constă dintr-o rețea de proteine ​​fibroase saturate cu apă care oferă rezistență, elasticitate și formă pentru a susține epiteliul. Celulele hrănitoare completează restul stratului de stromă. Deoarece stroma tinde să absoarbă apă, sarcina principală a țesutului endoteliului este de a pompa excesul de apă din stromă. Fără această acțiune de pompare, stroma s-ar umfla cu apă, ar deveni încețoșată și, în cele din urmă, s-ar opac corneea, orbind ochiul.

Pierderea parțială sau completă a transparenței de către cristalin sau capsula acestuia are ca rezultat o afecțiune comună cunoscută sub numele de cataractă. Cataracta este principala cauză a orbirii la nivel mondial și reprezintă o cauză importantă a deficienței vizuale în Statele Unite. Dezvoltarea cataractei la adulți este legată de îmbătrânirea normală, expunerea la soare, fumatul, alimentația deficitară, traumatisme oculare, boli sistemice precum diabetul și glaucomul și efectele secundare nedorite ale unor produse farmaceutice, inclusiv steroizi. În stadiile incipiente, o persoană care suferă de cataractă percepe lumea ca fiind neclară sau lipsită de focalizare. Vederea clară este împiedicată de o reducere a cantității de lumină care ajunge în retină și de întunecarea imaginii (prin difracție și împrăștiere a luminii) ca și cum individul ar fi observat mediul într-o ceață sau ceață (vezi Figura 3). Îndepărtarea cristalinului opac în timpul operației de cataractă, cu înlocuirea ulterioară cu o lentilă de plastic (implanturi de lentile intraoculare), deseori duce la o vedere corectată pentru afecțiuni care nu au legătură, cum ar fi miopie sau hipermetropie.

Funcția retinei este similară cu combinația dintre un senzor de imagine digital (cum ar fi un dispozitiv cuplat cu încărcare (CCD)) cu un convertor analog-digital, așa cum este prezentat în sistemele moderne de camere digitale. Receptorii ochilor de captare a imaginii, cunoscuți sub denumirea de baghete și conuri, sunt conectați cu fibrele fasciculului de nervi optici printr-o serie de celule specializate care coordonează transmiterea semnalelor către creier. Cantitatea de lumină permisă să pătrundă în fiecare ochi este controlată de iris, o diafragmă circulară care se deschide larg la niveluri scăzute de lumină și se închide pentru a proteja pupila (diafragma) și retina la niveluri foarte ridicate de iluminare.

Pe măsură ce iluminarea se modifică, diametrul pupilei (poziționat în fața cristalinului) variază în mod reflex între o dimensiune de aproximativ 2 până la 8 milimetri, modulând cantitatea de lumină care ajunge în retină. Când iluminarea este foarte puternică, pupila se îngustează și porțiunile periferice ale elementelor refractile sunt excluse din calea optică. Rezultatul este că sunt întâlnite mai puține aberații de razele de lumină care formează imagini, iar imaginea de pe retină devine mai clară. O pupilă foarte îngustă (aproximativ 2 milimetri) produce artefacte de difracție care răspândesc imaginea unei surse punctuale pe retină.

În creier, fibrele neuronale ale nervilor optici din fiecare ochi se încrucișează la chiasma optică, unde informațiile vizuale din ambele retine care călătoresc pe căi paralele sunt corelate, oarecum ca funcția unui generator de corecție a bazei de timp într-un reportofon digital. De acolo, informația vizuală călătorește prin tractul optic către nucleii geniculați laterali în formă de genunchi din talamus, unde semnalele sunt distribuite prin radiațiile optice către cele două cortețe vizuale situate în secțiunea inferioară posterioară a fiecărei jumătăți a creierului. În straturile inferioare ale cortexului, informațiile de la fiecare ochi sunt menținute ca dungi de dominanță oculară columnară. Pe măsură ce semnalele vizuale sunt transmise către straturile superioare ale cortexului, informațiile de la cei doi ochi sunt fuzionate și se formează vederea binoculară. În condiții oftalmice anormale, cum ar fi foriile (alinierea greșită) a ochilor, inclusiv strabismul (mai bine cunoscut sub numele de ochi încrucișați), stereoviziunea este perturbată la fel ca orientarea individului și percepția adâncimii. In cazurile in care chirurgia oftalmica nu este justificata, lentilele prismatice montate in ochelari pot corecta unele dintre aceste anomalii. Cauzele întreruperii fuziunii binoculare pot fi traumatisme craniene sau la naștere, boli neuromusculare sau defecte congenitale.

Fovea centrală este situată într-o zonă aproape de centrul retinei și poziționată direct de-a lungul axei optice a fiecărui ochi. Cunoscută și sub denumirea de „pata galbenă”, fovea este mică (mai puțin de 1 milimetru pătrat), dar foarte specializată. Aceste zone conțin exclusiv celule de conuri de înaltă densitate, strâns împachetate (mai mult de 200.000 de conuri pe milimetru pătrat la oamenii adulți vezi Figura 4). Fovea centrală este zona de vedere cea mai clară și produce rezoluția maximă de spațiu (rezoluție spațială), contrast și culoare. Fiecare ochi este populat cu aproximativ șapte milioane de celule conice, care sunt foarte subțiri (3 micrometri în diametru) și alungite. Densitatea celulelor conurilor scade în afara foveei pe măsură ce raportul celulelor bastonașă la celulele conului crește treptat (Figura 4). La periferia retinei, numărul total al ambelor tipuri de receptori de lumină scade substanțial, provocând o pierdere dramatică a sensibilității vizuale la marginile retiniene. Acest lucru este compensat de faptul că oamenii scanează în mod constant obiectele din câmpul vizual (datorită mișcărilor rapide involuntare ale ochilor), rezultând o imagine percepută care este uniform clară. De fapt, atunci când imaginea este împiedicată să se miște în raport cu retină (prin intermediul unui dispozitiv de fixare optică), ochiul nu mai simte o imagine după câteva secunde.

Dispunerea receptorilor senzoriali în segmentele exterioare ale retinei determină parțial limita rezoluției în diferite regiuni ale ochiului. Pentru a rezolva o imagine, un rând de fotoreceptori mai puțin stimulați trebuie să fie interpus între două rânduri de fotoreceptori care sunt puternic stimulați. În caz contrar, este imposibil să se distingă dacă stimularea provine din două imagini strâns distanțate sau dintr-o singură imagine care se întinde pe cele două rânduri de receptori. Cu o distanță de la centru la centru variind între 1,5 și 2 micrometri pentru conurile din fovea centrală, stimulii optici având o separare de aproximativ 3 până la 4 micrometri ar trebui să producă un set de intensități rezolvabile pe retină. Pentru referință, raza primului minim pentru un model de difracție format pe retină este de aproximativ 4,6 micrometri cu lumină de 550 de nanometri și un diametru al pupilei de 2 milimetri. Astfel, dispunerea elementelor senzoriale în retină va determina rezoluția limitativă a ochiului. Un alt factor, numit acuitate vizuală (capacitatea ochiului de a detecta obiecte mici și de a rezolva separarea acestora), variază în funcție de mulți parametri, inclusiv definiția termenului și metoda prin care se măsoară acuitatea. Peste retină, acuitatea vizuală este în general cea mai mare în fovea centrală, care se întinde pe un câmp vizual de aproximativ 1,4 grade.

Aranjamentul spațial al celulelor cu baston și con și conexiunea lor cu neuronii din interiorul retinei este prezentat în Figura 5. Celulele cu baston, care conțin doar rodopsina fotopigmentului, au o sensibilitate maximă la lumina albastru-verde (lungime de undă de aproximativ 500 nanometri), deși afișează o gamă largă de răspunsuri pe tot spectrul vizibil. Acestea sunt cele mai comune celule receptore vizuale, fiecare ochi conținând aproximativ 125-130 de milioane de celule bastonașe. Sensibilitatea la lumină a celulelor cu tije este de aproximativ 1.000 de ori mai mare decât a celulelor conice. Cu toate acestea, imaginile generate doar de stimularea tijei sunt relativ neclare și limitate la nuanțe de gri, similare cu cele găsite într-o imagine fotografică alb-negru cu focalizare moale. Viziunea cu tijă este denumită în mod obișnuit vedere scotopică sau viziune crepusculară, deoarece în condiții de lumină scăzută se pot distinge formele și luminozitatea relativă a obiectelor, dar nu și culorile acestora. Acest mecanism de adaptare la întuneric permite detectarea potențialilor pradă și prădători prin formă și mișcare într-un spectru larg de vertebrate.

Răspunsul sistemului vizual uman este logaritmic, nu liniar, ceea ce duce la capacitatea de a percepe o gamă incredibilă de luminozitate (gamă dinamică interscenă) de peste 10 decenii. În plină zi, oamenii pot vizualiza obiecte în lumina strălucitoare a soarelui, în timp ce noaptea obiectele mari pot fi detectate de lumina stelelor atunci când luna este întunecată. La sensibilitatea de prag, ochiul uman poate detecta prezența a aproximativ 100-150 de fotoni de lumină albastru-verde (500 de nanometri) care intră în pupilă. Pentru cele șapte decenii superioare de luminozitate, viziunea fotopică predomină, iar conurile retiniene sunt responsabile în primul rând pentru fotorecepție. În schimb, cele patru decenii inferioare de luminozitate, numite viziune scotopică, sunt controlate de celulele bastonașului.

Adaptarea ochiului permite vederii să funcționeze în astfel de extreme de luminozitate. Cu toate acestea, în intervalul de timp înainte de apariția adaptării, indivizii pot simți o gamă de luminozitate care acoperă doar aproximativ trei decenii. Mai multe mecanisme sunt responsabile pentru capacitatea ochiului de a se adapta la o gamă ridicată de niveluri de luminozitate. Adaptarea poate avea loc în câteva secunde (prin reacția pupilară inițială) sau poate dura câteva minute (pentru adaptarea la întuneric), în funcție de nivelul de schimbare a luminozității. Sensibilitatea totală a conului este atinsă în aproximativ 5 minute, în timp ce este nevoie de aproximativ 30 de minute pentru a se adapta de la sensibilitatea fotopică moderată la sensibilitatea scoptică completă produsă de celulele tijei.

Când este complet adaptat la lumină, ochiul uman prezintă un răspuns cu lungime de undă de la aproximativ 400 până la 700 de nanometri, cu o sensibilitate maximă la 555 de nanometri (în regiunea verde a spectrului luminii vizibile). Ochiul adaptat la întuneric răspunde la o gamă inferioară de lungimi de undă între 380 și 650 nanometri, vârful având loc la 507 nanometri. Atât pentru viziunea fotopică, cât și pentru cea scoptică, aceste lungimi de undă nu sunt absolute, ci variază în funcție de intensitatea luminii. Transmiterea luminii prin ochi devine progresiv mai scăzută la lungimi de undă mai scurte. În regiunea albastru-verde (500 de nanometri), doar aproximativ 50% din lumina care intră în ochi ajunge la punctul de imagine de pe retină. La 400 de nanometri, această valoare este redusă la doar 10 procente, chiar și la un ochi tânăr. Difuzarea și absorbția luminii de către elementele din cristalinul contribuie la o pierdere suplimentară a sensibilității în albastrul îndepărtat.

Conurile constau din trei tipuri de celule, fiecare „acordat” la un răspuns maxim de lungime de undă distinct, centrat fie la 430, 535 sau 590 nanometri. Baza maximelor individuale este utilizarea a trei fotopigmenți diferiți, fiecare cu un spectru caracteristic de absorbție a luminii vizibile. Fotopigmenții își modifică conformația atunci când este detectat un foton, permițându-le să reacționeze cu transducina pentru a iniția o cascadă de evenimente vizuale. Transducina este o proteină care se află în retină și este capabilă să transforme eficient energia luminoasă într-un semnal electric. Populația de celule conice este mult mai mică decât celulele cu bastonașe, fiecare ochi conținând între 5 și 7 milioane dintre acești receptori de culoare. Vederea culorilor adevărate este indusă de stimularea celulelor conice. Intensitatea relativă și distribuția lungimii de undă a luminii care afectează fiecare dintre cele trei tipuri de receptor de con determină culoarea care este imaginea (sub formă de mozaic), într-un mod comparabil cu un monitor video RGB aditiv sau cu o cameră color CCD.

Un fascicul de lumină care conține în mare parte radiații albastre cu lungime de undă scurtă stimulează celulele conice care răspund la lumina de 430 de nanometri într-o măsură mult mai mare decât celelalte două tipuri de con.Acest fascicul va activa pigmentul de culoare albastră în conuri specifice, iar acea lumină este percepută ca albastră. Lumina cu o majoritate de lungimi de undă centrate în jurul a 550 de nanometri este văzută ca verde, iar un fascicul care conține în mare parte lungimi de undă de 600 de nanometri sau mai mult este vizualizat ca roșu. După cum am menționat mai sus, viziunea pură a conului este denumită viziune fotopică și este dominantă la niveluri normale de lumină, atât în ​​interior, cât și în exterior. Majoritatea mamiferelor sunt dicromate, de obicei capabile să distingă doar componentele de culoare albăstruie și verzuie. În schimb, unele primate (în special oamenii) prezintă o vedere tricromatică a culorilor, cu răspuns semnificativ la stimulii luminii roșii, verzi și albastre.

În figura 6 sunt ilustrate spectrele de absorbție ale celor patru pigmenți vizuali umani, care afișează maxime în regiunile așteptate de roșu, verde și albastru ale spectrului luminii vizibile. Când toate cele trei tipuri de celule conice sunt stimulate în mod egal, lumina este percepută ca fiind acromatică sau albă. De exemplu, lumina soarelui la amiază apare ca lumină albă pentru oameni, deoarece conține aproximativ cantități egale de lumină roșie, verde și albastră. O demonstrație excelentă a spectrului de culori din lumina soarelui este interceptarea luminii de către o prismă de sticlă, care refractă (sau îndoaie) diferite lungimi de undă în grade diferite, răspândind lumina în culorile sale componente. Percepția umană a culorii depinde de interacțiunea tuturor celulelor receptorilor cu lumina și această combinație are ca rezultat o stimulare aproape tricromică. Există schimbări în sensibilitatea culorilor cu variații ale nivelurilor de lumină, astfel încât culorile albastre să pară relativ mai strălucitoare în lumină slabă, iar culorile roșii să pară mai strălucitoare în lumină puternică. Acest efect poate fi observat îndreptând o lanternă spre o imprimare color, ceea ce va duce la roșurile să apară brusc mult mai strălucitoare și mai saturate.

În ultimii ani, luarea în considerare a sensibilității vizuale a culorilor umane a dus la schimbări în practica îndelungată de a vopsi în roșu vehiculele de urgență, cum ar fi camioanele de pompieri și ambulanțele. Deși culoarea este concepută pentru ca vehiculele să fie ușor de văzut și la care să răspundă, distribuția lungimii de undă nu este foarte vizibilă la niveluri scăzute de lumină și pare aproape neagră noaptea. Ochiul uman este mult mai sensibil la nuanțe galben-verzui sau similare, în special pe timp de noapte, iar acum majoritatea vehiculelor noi de urgență sunt cel puțin parțial vopsite într-un verde gălbui viu sau alb, reținând adesea unele lumini roșii în interesul tradiției.

Atunci când sunt stimulate doar unul sau două tipuri de celule conice, gama de culori percepute este limitată. De exemplu, dacă o bandă îngustă de lumină verde (540 până la 550 nanometri) este utilizată pentru a stimula toate celulele conice, numai cele care conțin fotoreceptori verzi vor răspunde pentru a produce senzația de a vedea culoarea verde. Percepția vizuală umană a culorilor străctive primare, cum ar fi galbenul, poate apărea în unul din două moduri. Dacă celulele conice roșii și verzi sunt stimulate simultan cu lumină galbenă monocromatică având o lungime de undă de 580 nanometri, fiecare receptor al celulelor conice răspunde aproape în mod egal, deoarece suprapunerea lor spectrală de absorbție este aproximativ aceeași în această regiune a spectrului luminii vizibile. Aceeași senzație de culoare poate fi obținută prin stimularea celulelor conului roșu și verde în mod individual cu un amestec de lungimi de undă roșii și verzi distincte selectate din regiunile spectrelor de absorbție ale receptorilor care nu au o suprapunere semnificativă. Rezultatul, în ambele cazuri, este stimularea simultană a celulelor conice roșii și verzi pentru a produce o senzație de culoare galbenă, chiar dacă rezultatul final este atins prin două mecanisme diferite. Capacitatea de a percepe alte culori necesită stimularea unuia, a două sau a tuturor celor trei tipuri de celule conice, în diferite grade, cu paleta de lungimi de undă adecvată.

Deși sistemul vizual uman prezintă trei tipuri de celule conice cu pigmenții de culoare respectivi plus celulele cu bastonașe receptive la lumină pentru vederea scotopică, creierul uman este cel care compensează variațiile lungimii de undă luminii și sursele de lumină în percepția sa asupra culorii. Metamerii sunt perechi de spectre de lumină diferite, percepute ca aceeași culoare de creierul uman. Interesant, culorile care sunt interpretate ca fiind aceleași sau similare de către un om sunt uneori ușor de distins de alte animale, în special de păsări.

Neuronii intermediari care transportă informații vizuale între retină și creier nu sunt pur și simplu conectați unu-la-unu cu celulele senzoriale. Fiecare con și celulă baston din fovee trimite semnale către cel puțin trei celule bipolare, în timp ce în regiunile mai periferice ale retinei, semnalele de la un număr mare de celule bastonului converg către o singură celulă ganglionară. Rezoluția spațială în porțiunile exterioare ale retinei este compromisă de faptul că există un număr mare de celule bastonașe care hrănesc un singur canal, dar faptul că multe celule senzoriale participă la captarea semnalelor slabe îmbunătățește semnificativ sensibilitatea pragului ochiului. Această caracteristică a ochiului uman este oarecum analogă cu consecința binning-ului în sistemele de camere digitale CCD cu scanare lentă.

Celulele senzoriale, bipolare și celulele ganglionare ale retinei sunt, de asemenea, interconectate cu alți neuroni, oferind o rețea complexă de căi inhibitorii și excitatorii. Ca urmare, semnalele de la cele 5 până la 7 milioane de conuri și 125 de milioane de tije din retina umană sunt procesate și transportate către cortexul vizual de doar aproximativ 1 milion de fibre nervoase optice mielinice. Mușchii ochiului sunt stimulați și controlați de celulele ganglionare din corpul geniculat lateral, care acționează ca un control de feedback între retină și cortexul vizual.

Rețeaua complexă de căi excitatorii și inhibitorii din retină este aranjată în trei straturi de celule neuronale care apar dintr-o regiune specifică a creierului în timpul dezvoltării embrionare. Aceste circuite și bucle de feedback au ca rezultat o combinație de efecte care produc ascuțirea marginilor, îmbunătățirea contrastului, sumarea spațială, medierea zgomotului și alte forme de procesare a semnalului, inclusiv unele care nu au fost încă descoperite. În viziunea umană, un grad semnificativ de procesare a imaginii are loc în creier, dar retina însăși este, de asemenea, implicată într-o gamă largă de sarcini de procesare.

Într-un alt aspect al vederii umane cunoscut sub numele de invarianța culorii, culoarea sau valoarea gri a unui obiect nu pare să se schimbe într-o gamă largă de luminanță. În 1672, Sir Isaac Newton a demonstrat invarianța culorilor în senzația vizuală umană și a oferit indicii pentru teoria clasică a percepției culorilor și a sistemului nervos. Edwin H. Land, fondatorul Polaroid Corporation, a propus teoria Retinex a vederii culorilor, pe baza observațiilor sale despre invarianța culorilor. Atâta timp cât culoarea (sau o valoare de gri) este văzută în condiții de iluminare adecvată, un patch de culoare nu își schimbă culoarea chiar și atunci când luminanța scenei este schimbată. În acest caz, un gradient de iluminare de-a lungul scenei nu modifică culoarea percepută sau tonul la nivel de gri al unui petec. Dacă nivelul de luminanță atinge pragul pentru vederea scotopică sau crepusculară, senzația de culoare dispare. În algoritmul lui Land, valorile de luminozitate ale zonelor colorate sunt calculate, iar energia dintr-o anumită zonă din scenă este comparată cu toate celelalte zone din scenă pentru acea bandă de undă. Calculele sunt efectuate de trei ori, câte una pentru fiecare bandă de undă (undă lungă, undă scurtă și undă mijlocie), iar tripletul rezultat al valorilor de luminozitate determină o poziție pentru zona din spațiul de culoare tridimensional definit de teoria Retinex.

Termenul de daltonism este o denumire greșită, fiind folosit pe scară largă în conversația colocvială pentru a se referi la orice dificultate în a face distincția între culori. Daltonismul adevărat, sau incapacitatea de a vedea orice culoare, este extrem de rară, deși până la 8% dintre bărbați și 0,5% dintre femei se nasc cu o formă de defect de vedere a culorilor (vezi Tabelul 1). Deficiențele moștenite ale vederii culorilor sunt de obicei rezultatul defectelor celulelor fotoreceptoare din retină, o neuromembrană care funcționează ca suprafață de imagine din spatele ochiului. Defecte de vedere a culorilor pot fi, de asemenea, dobândite, ca urmare a bolii, a efectelor secundare ale anumitor medicamente sau prin procese normale de îmbătrânire, iar aceste deficiențe pot afecta părți ale ochiului, altele decât fotoreceptorii.

Conurile normale și sensibilitatea la pigment permit unei persoane să distingă toate culorile diferite, precum și amestecuri subtile de nuanțe. Acest tip de viziune normală a culorilor este cunoscut sub numele de tricromație și se bazează pe interacțiunea reciprocă din intervalele de sensibilitate suprapuse ale tuturor celor trei tipuri de con fotoreceptor. O deficiență ușoară a vederii culorilor apare atunci când pigmentul dintr-unul dintre cele trei tipuri de conuri are un defect, iar sensibilitatea sa de vârf este deplasată la o altă lungime de undă, producând o deficiență vizuală numită tricromație anormală, una dintre cele trei categorii largi de defecte de vedere a culorilor. Dicromația, o formă mai severă de daltonism sau deficiența de culoare, apare atunci când unul dintre pigmenți este grav deviant în caracteristicile sale de absorbție sau pigmentul anume nu a fost produs deloc. Absența completă a senzației de culoare, sau monocromația, este extrem de rară, dar indivizii cu daltonism total (monocromații cu tije) văd doar grade diferite de luminozitate, iar lumea apare în negru, alb și nuanțe de gri. Această afecțiune apare numai la persoanele care moștenesc o genă pentru tulburare de la ambii părinți.

Dicromații pot distinge unele culori și, prin urmare, sunt mai puțin afectați în viața lor de zi cu zi decât monocromații, dar de obicei sunt conștienți că au o problemă cu vederea lor a culorilor. Dicromația este împărțită în trei tipuri: protanopia, deuteranopia și tritanopia (vezi Figura 7). Aproximativ două procente din populația masculină moștenește unul dintre primele două tipuri, al treilea aparând mult mai rar.

Tutorial Java interactiv
Testul de daltonism Ishihara Daltonismul, o perturbare a funcționării normale a vederii fotopice umane, poate fi cauzată de o mulțime de afecțiuni, inclusiv cele derivate din genetică, biochimie, daune fizice și boli. Acest tutorial interactiv explorează și simulează modul în care imaginile colorate apar pentru persoanele daltoniste și compară aceste imagini cu testul de diagnostic al daltonismului Ishihara.

Protanopia este un defect roșu-verde, rezultat din pierderea sensibilității la roșu, care provoacă o lipsă de diferență perceptibilă între roșu, portocaliu, galben și verde. În plus, luminozitatea culorilor roșu, portocaliu și galben este redusă dramatic în comparație cu nivelurile normale. Efectul de intensitate redusă poate face ca semafoarele roșii să apară întunecate (neluminate), iar nuanțe roșii (în general), să apară ca negru sau gri închis. Protanopii învață adesea să distingă corect între roșu și verde și roșu de galben, în primul rând pe baza luminozității lor aparente, mai degrabă decât pe orice diferență de nuanță perceptibilă. Verdele pare, în general, mai deschis decât roșu pentru acești indivizi. Deoarece lumina roșie apare la un capăt al spectrului vizibil, există o suprapunere mică în sensibilitate cu celelalte două tipuri de conuri, iar persoanele cu protanopie au o pierdere pronunțată a sensibilității la lumină la capătul lungimii de undă (roșu) al spectrului. Persoanele cu acest defect de vedere al culorilor pot face diferența între albastru și galben, dar lavandă, violet și violet nu pot fi distinse de diferite nuanțe de albastru, din cauza atenuării componentei roșii în aceste nuanțe.

Persoanele cu deuteranopie, care este o pierdere a sensibilității la verde, au multe dintre aceleași probleme cu discriminarea nuanței ca și protanopii, dar au un nivel destul de normal de sensibilitate în spectrul vizibil. Datorită poziționării luminii verzi în centrul spectrului luminii vizibile și a curbelor de sensibilitate suprapuse ale receptorilor conici, există un anumit răspuns al fotoreceptorilor roșu și albastru la lungimile de undă verzi. Deși deuteranopia este asociată cu cel puțin un răspuns de luminozitate la lumina verde (și o mică reducere anormală a intensității), numele de roșu, portocaliu, galben și verde par a fi prea mulți termeni pentru culorile care apar la fel. Într-o manieră similară, albastrul, violetele, violetele și levănțicile nu se pot distinge de persoanele cu acest defect de vedere a culorilor.

Incidența și cauzele daltonismului
Clasificare Cauza defectului Incidenţă
(%)
Tricromatie anormală 6.0
Protanomalie Pigment anormal cu sensibilitate roșie 1.0
Deuteranomalie Pigment anormal cu sesizare verde 5.0
Tritanomalie Pigment anormal cu sesizare de albastru 0.0001
Dicromatie 2.1
Protanopia Absent Pigment Roșu Sensător 1.0
Deuteranopia Pigment verde-sensor absent 1.1
Tritanopia Absenta pigmentului cu sesizare albastru 0.001
Monocromatica tijei Fără conuri funcționale < 0,0001

Tritanopia este absența sensibilității la albastru și, din punct de vedere funcțional, produce un defect albastru-galben în vederea culorilor. Persoanele cu această deficiență nu pot distinge albastru și galben, dar înregistrează o diferență între roșu și verde. Afecțiunea este destul de rară și apare aproximativ în mod egal la ambele sexe. Tritanopii de obicei nu au atât de multe dificultăți în îndeplinirea sarcinilor de zi cu zi precum indivizii cu oricare dintre variantele roșu-verde ale dicromației. Deoarece lungimile de undă albastre apar doar la un capăt al spectrului și există o suprapunere mică a sensibilității cu celelalte două tipuri de conuri, pierderea totală a sensibilității pe tot spectrul poate fi destul de severă în această afecțiune.

Când există o pierdere a sensibilității de către un receptor de con, dar conurile sunt încă funcționale, deficiențele de vedere a culorilor rezultate sunt considerate tricromație anormală și sunt clasificate într-un mod similar cu tipurile de dicromație. Confuzia apare adesea deoarece aceste condiții sunt denumite în mod similar, dar atașate cu un sufix derivat din termenul anomalie. Astfel, protanomalia și deuteranomalia produc probleme de recunoaștere a nuanței care sunt similare cu defectele de dicromație roșu-verde, deși nu la fel de pronunțate. Protanomalia este considerată o „slăbiciune roșie” a vederii culorilor, roșul (sau orice culoare având o componentă roșie) fiind vizualizat ca mai deschis decât în ​​mod normal, iar nuanțele mutate spre verde. Un individ deuteranomal prezintă „slăbiciune verde” și are dificultăți similare în discriminarea între micile variații ale nuanțelor care se încadrează în regiunea roșie, portocalie, galbenă și verde a spectrului vizibil. Acest lucru se întâmplă deoarece nuanțele par să fie deplasate spre roșu. În schimb, indivizii deuteranomalous nu au defectul de pierdere a luminozității care însoțește protanomalia. Mulți oameni cu aceste variante anormale de tricromație întâmpină puține dificultăți în îndeplinirea sarcinilor care necesită o vedere normală a culorilor, iar unii poate nici măcar să nu fie conștienți că vederea lor este afectată. Tritanomalia sau slăbiciunea albastră nu a fost raportată ca un defect ereditar. În puținele cazuri în care deficiența a fost identificată, se crede că a fost mai degrabă dobândită decât moștenită. Mai multe boli oculare (cum ar fi glaucomul, care atacă conurile albastre) pot duce la tritanomalie. Pierderea conului albastru periferic este cea mai frecventă în aceste boli.

În ciuda limitărilor, există unele avantaje ale acuității vizuale ale daltonismului, cum ar fi capacitatea crescută de a discrimina obiectele camuflate. Contururile, mai degrabă decât culorile, sunt responsabile pentru recunoașterea modelelor și pot apărea îmbunătățiri ale vederii pe timp de noapte din cauza anumitor deficiențe de vedere a culorilor. În armată, lunetiştii şi observatorii daltonişti sunt foarte apreciaţi din aceste motive. La începutul anilor 1900, într-un efort de a evalua vederea umană anormală a culorilor, a fost dezvoltat anomaloscopul Nagel. Folosind acest instrument, observatorul manipulează butoanele de control pentru a se potrivi cu două câmpuri colorate pentru culoare și luminozitate. O altă metodă de evaluare, testul cu plăci pseudoizocromatice Ishihara pentru daltonism, numit după Dr. Shinobu Ishihara, discriminează între vederea normală a culorilor și daltonismul roșu-verde (așa cum este prezentat în tutorial și în Figura 7). Un subiect de testare cu vedere normală a culorilor poate detecta diferența de nuanță dintre figură și fundal. Pentru un observator cu deficiență roșu-verde, plăcile par izocromatice, fără nicio discriminare între figuri și modelul de design.

Ca parte naturală a procesului de îmbătrânire, ochiul uman începe să perceapă culorile diferit în anii următori, dar nu devine „daltonist” în adevăratul sens al termenului. Îmbătrânirea are ca rezultat îngălbenirea și închiderea la culoare a cristalinului și a corneei, efecte degenerative care sunt însoțite și de o micșorare a dimensiunii pupilei. Odată cu îngălbenirea, sunt absorbite lungimi de undă mai scurte ale luminii vizibile, astfel încât nuanțele albastre par mai întunecate. În consecință, persoanele în vârstă întâmpină adesea dificultăți de a discrimina culorile care diferă în principal prin conținutul lor de albastru, cum ar fi albastru și gri sau roșu și violet. La 60 de ani, în comparație cu eficiența vizuală a unui tânăr de 20 de ani, doar 33% din lumina incidentă pe cornee ajunge la fotoreceptorii din retină. Această valoare scade la aproximativ 12,5% până la mijlocul anilor '70.

Tutorial Java interactiv
Acomodarea ochiului uman Acomodarea ochiului se referă la actul fiziologic de ajustare a elementelor cristalinului pentru a modifica puterea de refracție și pentru a aduce obiectele care sunt mai aproape de ochi într-o focalizare clară. Acest tutorial explorează modificările în structura lentilelor pe măsură ce obiectele sunt relocate în raport cu ochiul.

Acomodarea ochiului se referă la actul de ajustare fiziologică a elementului cristalin pentru a modifica puterea de refracție și pentru a aduce obiectele care sunt mai aproape de ochi într-o focalizare clară. Razele de lumină refractate inițial la suprafața corneei sunt în continuare convergente după ce trec prin cristalin. În timpul acomodarii, contracția mușchilor ciliari relaxează tensiunea pe cristalin, ducând la modificări ale formei țesutului transparent și elastic, în timp ce îl mișcă ușor înainte. Efectul net al modificărilor lentilei este de a ajusta distanța focală a ochiului pentru a aduce imaginea exact în focalizare pe stratul fotosensibil de celule care rezidă în retină. Acomodarea relaxează, de asemenea, tensiunea aplicată cristalinului de fibrele zonulei și permite suprafeței anterioare a cristalinului să-și mărească curbura. Gradul crescut de refracție, cuplat cu o ușoară deplasare înainte a poziției lentilei, aduce în focalizare obiectele care sunt mai aproape de ochi.

Focalizarea ochiului este controlată de o combinație de elemente, inclusiv irisul, cristalinul, corneea și țesutul muscular, care pot modifica forma lentilei, astfel încât ochiul să se poată concentra atât asupra obiectelor din apropiere, cât și asupra obiectelor îndepărtate. Cu toate acestea, în unele cazuri, acești mușchi nu funcționează corespunzător sau forma ochiului este ușor modificată, iar punctul focal nu se intersectează cu retina (o afecțiune numită vedere convergentă). Pe măsură ce oamenii îmbătrânesc, cristalinul devine mai greu și nu poate fi focalizat corespunzător, ceea ce duce la o vedere slabă.Dacă punctul de focalizare nu ajunge la nivelul retinei, afecțiunea este denumită miopie sau miopie, iar persoanele cu această afecțiune nu se pot concentra asupra obiectelor îndepărtate. În cazurile în care punctul focal se află în spatele retinei, ochiul va avea dificultăți în focalizarea asupra obiectelor din apropiere, creând o afecțiune cunoscută sub numele de hipermetropie sau hipermetropie. Aceste defecțiuni ale ochiului pot fi corectate de obicei cu ochelari de vedere (Figura 8) folosind o lentilă concavă pentru a trata miopia și o lentilă convexă pentru a trata hipermetropia.

Vederea convergentă nu este total fiziologică și poate fi influențată de antrenament, dacă ochii nu sunt defecte. Procedurile repetitive pot fi utilizate pentru a dezvolta o viziune convergentă puternică. Sportivii, cum ar fi terenurile scurte de baseball, au o viziune convergentă bine dezvoltată. În fiecare mișcare, cei doi ochi trebuie să se traducă la unison pentru a păstra vederea binoculară, cu un aparat neuromuscular precis și receptiv, care de obicei nu este supus oboselii, controlându-le motilitatea și coordonarea. Modificările convergenței oculare sau mișcării capului sunt luate în considerare în calculele făcute de sistemul ocular complex pentru a produce intrările neuronale adecvate către mușchii ochiului. O mișcare a ochiului de 10 grade poate fi finalizată în aproximativ 40 de milisecunde, calculele având loc mai repede decât ochiul poate atinge ținta dorită. Mișcările mici ale ochilor sunt cunoscute ca sacade, iar mișcările mai mari de la un punct la altul sunt denumite versiuni.

Sistemul vizual uman nu trebuie doar să detecteze lumina și culoarea, ci, ca sistem optic, trebuie să poată discerne diferențele dintre obiecte, sau un obiect și fundalul său. Cunoscută sub denumirea de contrast fiziologic sau discriminare de contrast, relația dintre luminozitatea aparentă a două obiecte care sunt văzute fie în același timp (contrast simultan) fie secvențial (contrast succesiv) pe un fundal poate fi sau nu aceeași. În sistemul vizual uman, contrastul este redus în întunericul mediului și la persoanele care suferă de deficiențe vizuale de culoare, cum ar fi daltonismul roșu-verde. Contrastul depinde de vederea binoculară, acuitatea vizuală și procesarea imaginii de către cortexul vizual al creierului. Un obiect cu contrast scăzut, care nu poate fi distins de fundal decât dacă este în mișcare, este considerat camuflat. Cu toate acestea, persoanele daltoniste sunt adesea capabile să detecteze obiecte camuflate din cauza vederii crescute a tijei și a pierderii semnelor de culoare înșelătoare. Creșterea contrastului se traduce printr-o vizibilitate crescută, iar o valoare numerică cantitativă a contrastului este de obicei exprimată ca procent sau raport. În condiții optime, ochiul uman abia poate detecta prezența a două procente de contrast.

Cu vederea umană, o creștere aparentă a contrastului este percepută într-o zonă îngustă de fiecare parte a graniței dintre două zone de luminozitate și/sau cromaticitate diferită. La sfârșitul secolului al XIX-lea, fizicianul francez Michel Eugène Chevreul a descoperit contrastul simultan. Ca o funcție specială a percepției vizuale umane, marginile sau conturul unui obiect sunt evidențiate, depărtând obiectul de fundal și ușurând orientarea spațială. Când este poziționată pe un fundal luminos, regiunea de la marginea unui obiect întunecat pare mai deschisă decât restul fundalului (de fapt, contrastul este îmbunătățit). Cu acest fenomen de percepție, culoarea cu cel mai puternic contrast, culoarea complementară, este creată (de către creier) la margine. Deoarece culoarea și complementul ei sunt percepute simultan, efectul este cunoscut sub numele de contrast simultan. Granițele și alte linii de demarcație care separă zonele contrastante tind să diminueze efectul (sau iluzia optică) prin eliminarea contrastului marginal. Multe forme de microscopie optică, în special iluminarea cu contrast de fază, profită de aceste caracteristici ale sistemului vizual uman. Prin creșterea contrastului fizic al unei imagini fără a fi nevoie să schimbați obiectul prin colorare sau altă tehnică, specimenul de contrast de fază este protejat de deteriorare sau moarte (în cazul specimenelor vii).

Răspunsul în frecvență spațială al ochiului uman poate fi evaluat prin determinarea capacității de a detecta o serie de benzi într-o rețea sinusoidală modulată. Rețelele de testare prezintă regiuni alternante (fâșii) de lumină și întuneric, care crește liniar de la frecvențele mai mari la cele inferioare de-a lungul axei orizontale, în timp ce contrastul scade logaritmic de sus în jos. Limita dungilor care pot fi distinse doar de persoanele cu vedere normală este între 7 și 10 cicluri pe grad. Pentru viziunea acromatică, când frecvența spațială este foarte scăzută (spațiere largă a liniilor), este necesar un contrast ridicat pentru a detecta intensitatea care variază sinusoidal. Pe măsură ce frecvența spațială crește, oamenii pot detecta perioade cu mai puțin contrast, atingând un vârf de aproximativ 8 cicluri pe grad în câmpul vizual. Dincolo de acest punct, este din nou necesar un contrast mai mare pentru a detecta dungile sinusoidale mai fine.

Examinarea funcției de transfer de modulație (MTF) a sistemului vizual uman arată că contrastul necesar pentru a detecta variația de luminanță în rețelele sinusoidale standardizate crește atât la frecvențe spațiale mai mari, cât și la cele mai mici. În acest sens, ochiul se comportă destul de diferit față de un simplu dispozitiv de imagistică (cum ar fi o cameră cu film sau un senzor CCD). Funcția de transfer de modulație a unui sistem de cameră simplu, focalizat afișează o modulație maximă la frecvența spațială zero, gradul de modulație scăzând mai mult sau mai puțin monoton la zero la frecvența de tăiere a camerei.

Atunci când luminanța unei scene fluctuează periodic de câteva ori pe secundă (așa cum se întâmplă cu ecranele de televiziune și monitor de computer), oamenii percep o senzație iritante, ca și cum scenele secvențiale ar fi disjunse. Când frecvența de fluctuație crește, iritația crește și atinge un maxim în jurul valorii de 10 herți, mai ales când sclipiri strălucitoare de iluminare alternează cu întuneric. La frecvențe mai mari, scena nu mai pare dezarticulată, iar obiectele deplasate de la o scenă la alta sunt acum percepute ca se mișcă lin. Denumită în mod obișnuit pâlpâirea, senzația enervantă de fluturare a luminii poate persista până la 50-60 herți. Dincolo de o anumită frecvență și luminanță, cunoscută sub numele de frecvență critică de pâlpâire (CFF), pâlpâirea ecranului nu mai este percepută. Acesta este motivul principal pentru care creșterea ratei de reîmprospătare a unui monitor de computer de la 60 la 85-100 herți produce un afișaj stabil, fără pâlpâire.

Progresele în tehnologia de fabricare a semiconductoarelor, în special tehnicile de semiconductori cu oxid de metal complementar (CMOS) și bipolar CMOS (BiCMOS), au condus la o nouă generație de fotosenzori miniaturali care prezintă o gamă dinamică extraordinară și un răspuns rapid. Recent, matrice de cipuri de senzori CMOS au fost aranjate pentru a modela funcționarea retinei umane. Aceste așa-numite cipuri pentru ochi, prin combinarea opticii, vederii umane și microprocesoarelor, avansează oftalmologia prin noul domeniu al optobionicii. Retinele deteriorate care rezultă din boli vizuale debilitante, cum ar fi retinita pigmentară și degenerescența maculară, precum și îmbătrânirea și leziunile retinei, care distrug vederea, sunt corectate cu cipurile oculare implantate. Cipurile pentru ochi din siliciu conțin aproximativ 3.500 de detectoare de lumină miniaturale atașate la electrozi metalici care imită funcția tijelor și conurilor umane. Detectoarele de lumină absorb lumina incidentă refractată de cornee și cristalin și produc o cantitate mică de sarcină electrică care stimulează neuronii retinieni. Având un diametru de doi milimetri (vezi Figura 9), retina de înlocuire are o grosime pe jumătate ca o bucată de hârtie tipică și este implantată într-un buzunar sub retina deteriorată.

Ca alternativă la cipul ocular, o proteză retiniană care utilizează un procesor de semnal digital și o cameră montată pe o pereche de ochelari, captează și transmite o imagine a unui obiect sau a unei scene. Fără fir, imaginea este trimisă la un cip receptor încorporat în apropierea straturilor retiniene, unde impulsurile nervoase sunt trimise către creier. Cu toate acestea, retinele artificiale nu vor trata glaucomul sau deficiențele de vedere care lezează fibrele nervoase care duc la nervul optic. Pe măsură ce optobionica avansează, la fel și înțelegerea de către știință a sistemului vizual uman complex.

Kenneth R. Spring - Consultant științific, Lusby, Maryland, 20657.

Thomas J. Fellers și Michael W. Davidson - Laboratorul național de câmp magnetic înalt, 1800 East Paul Dirac Dr., Universitatea de Stat din Florida, Tallahassee, Florida, 32310.


Realismul culorilor și știința culorii

Abstract : Articolul țintă este o încercare de a face unele progrese în problema realismului culorilor. Sunt obiectele colorate? Și care este natura proprietăților culorii? Apărăm punctul de vedere conform căruia obiectele fizice (de exemplu, roșiile, ridichile și rubinele) sunt colorate și că culorile sunt proprietăți fizice, în special tipuri de reflectanță. Aceasta este probabil o opinie minoritară, cel puțin printre oamenii de știință de culoare. Manualele susțin frecvent că obiectele fizice nu sunt colorate și că culorile sunt „subiective” sau „în minte”. Articolul are alte două scopuri: în primul rând, de a prezenta unui public interdisciplinar câteva instrumente distinctive filozofice care sunt utile în abordarea problemei realismului culorilor și, în al doilea rând, de a clarifica diferitele poziții și argumente centrale în dezbatere.

Prima parte explică problema realismului culorilor și face câteva distincții utile. Aceste distincții sunt apoi folosite pentru a expune diferite confuzii care adesea îi împiedică pe oameni să vadă că problemele sunt autentice și dificile și că problema realismului culorilor ar trebui să fie de interes pentru oricine lucrează în domeniul științei culorilor. A doua parte explică diferitele răspunsuri principale la problema realismului culorilor și (pe scurt) susține că toate punctele de vedere, altele decât ale noastre, au dificultăți serioase sau sunt nemotivate. A treia parte explică și motivează propria noastră viziune, că culorile sunt tipuri de reflectanțe și o apără împotriva obiecțiilor formulate în literatura recentă, care sunt adesea considerate fatale.

Cuvinte cheie: culoare viziune culoare viziune comparativă vedere ecologică spectru inversat reprezentare mentală percepție fizicism cala realism similitudine

1. Problema realismului culorilor

Culoarea este subiectul unui corp vast și impresionant de cercetări și teorii empirice. Se cunosc multe despre proprietățile fizice ale obiectelor care sunt responsabile de apariția culorii: fotoreceptorii din ochi, procesarea culorii în sistemul vizual, genetica vederii culorilor, diferitele defecte ale vederii culorilor, variațiile în vocabularul și categoriile de culori în diferite culturi. constanța variației culorii aparente cu condițiile de vizualizare viziunea culorii la animale și despre evoluția vederii culorilor. [1] Deloc surprinzător, detaliile fine sunt adesea supuse unei dispute puternice, de exemplu dacă zona corticală V4 a macacului este sau nu un centru de culoare (Heywood et al. 1995 Schiller 1996 Zeki 1990) și uneori ipotezele fundamentale ale unui anumit sub-câmp. sunt puse la îndoială, de ex (Saunders & amp van Brakel 1997) privind categoriile de culoare, dar în general domeniul științei culorii impune un consens larg.

În mod destul de surprinzător, totuși, din această imagine plăcută lipsesc câteva aspecte de bază și importante. Ce este roşeaţă? O proprietate fizică de un fel și de exemplu, un anumit mod de a reflecta lumina? Sau este o dispoziție de a produce anumite senzații anumitor perceptori? Sau este roșeața a sui generis proprietate despre care nu se pot spune multe? Mai mult, acele obiecte precum roșiile, căpșunile și ridichile care par să aibă această proprietate au într-adevăr acest lucru? Cu alte cuvinte, obiectele precum roșiile sunt roșii? Oamenii de știință de culoare, filozofii și alți oameni de știință cognitiv cu opinii cu privire la această problemă nu sunt puternic de acord cu privire la răspunsurile la aceste întrebări. [2]

De fapt, cea mai populară opinie, în orice caz printre oamenii de știință în domeniul culorilor, poate fi opinia că nimic este colorat și cel puțin nu obiecte fizice din mediul perceptorului, cum ar fi roșiile. De exemplu:

Și într-un pasaj binecunoscut, Semir Zeki scrie:

În cele din urmă, într-un excelent manual recent despre viziune, Stephen Palmer susține că:

Deși știința contemporană a culorilor ar fi destul de de nerecunoscut pentru Galileo, acesta este un aspect în care el este perfect la zi:

Acest articol țintă este o încercare de a face unele progrese în problema realismul culorilor (Boghossian & Velleman 1991): Sunt obiectele colorate? Și care este natura culorilor? În special, susținem opinia conform căreia obiectele sunt colorate și că culorile sunt proprietăți fizice, în special tipuri de reflectanță (Byrne & Hilbert 1997a Hilbert 1987) (vezi și Armstrong 1999 Jackson 1998 Lewis 1997 Matthen 1988 Tye 1995 2000).

Articolul are alte două scopuri: în primul rând, de a prezenta unui public interdisciplinar câteva instrumente distinctive filozofice care sunt utile în abordarea problemei realismului culorilor și, în al doilea rând, de a clarifica diferitele poziții și argumente centrale în dezbatere. Sperăm ca discuția noastră să înlăture măcar unele obstacole în calea progresului în cercetare, chiar dacă concluzia noastră nu este acceptată. Articolul este așadar foarte în spiritul lucrării lui Block „On a confusion about a function of consciousness” (1995).

Articolul este în trei părți principale. Prima parte explică problema realismului culorilor și face câteva distincții utile. Aceste distincții sunt apoi folosite pentru a expune diferite confuzii care adesea îi împiedică pe oameni să vadă că problemele sunt autentice și dificile și că problema realismului culorilor ar trebui să fie de interes pentru oricine lucrează în domeniul științei culorilor. A doua parte explică diferitele răspunsuri principale la problema realismului culorilor și (pe scurt) susține că toate, cu excepția fizicismului, au dificultăți serioase sau sunt nemotivate. A treia parte explică și motivează propria noastră viziune, că culorile sunt tipuri de reflectanțe și o apără împotriva obiecțiilor formulate în literatura recentă, care sunt adesea considerate fatale.

1.1. Problema realismului culorilor explicată

Dacă cineva cu vedere normală a culorii privește o roșie în lumină bună, roșia va părea să aibă o proprietate distinctivă pe care căpșunile și cireșele par să o aibă și pe care o numim „roșu” în engleză. Problema realismului culorilor este pusă de următoarele două întrebări. În primul rând, obiectele precum roșiile, căpșunile și ridichile au într-adevăr proprietatea distinctivă pe care par să o aibă? În al doilea rând, care este această proprietate? (Desigur, există întrebări paralele pentru celelalte culori pe care obiectele par să le aibă.)

Este important să subliniem că un răspuns negativ la prima întrebare este o veritabilă opțiune teoretică. După cum știm cu toții, nu rezultă din faptul că un obiect apare vizual a avea o anumită proprietate că obiectul are acea proprietate. Studiul iluziilor vizuale este bine stabilit o iluzie vizuală este tocmai un caz în care un obiect pare vizual a avea o proprietate pe care nu o are de fapt. De exemplu, în iluziile Ponzo și Müller-Lyer, liniile care au aceeași lungime par a fi de lungimi diferite. Există, de asemenea culoare iluzii, de exemplu produse de modificări ale iluminanților sau prin contrast simultan. Un exemplu al acestui ultim tip de iluzie de culoare este răspândirea culorii neonului, în care o regiune care este de fapt albă apare roz (Nakayama et al. 1990 Van Tuijl & de Weert 1979). Un răspuns negativ la prima întrebare înseamnă că iluziile de culoare sunt regula, nu excepția. Acest lucru poate părea ciudat, dar nu este incoerent.

Problema realismului culorilor se referă la diferite proprietăți deosebit de importante pe care obiectele par să le aibă vizual. Nu se referă, cel puțin în primă instanță, la limbajul culorii sau la conceptele de culoare. Problema nu este cum să definești cuvintele „roșu”, „galben” și așa mai departe. Nici despre natura concept ROȘU (unde conceptele sunt fie considerate reprezentări mentale utilizate în gândire și inferență (Fodor 1998), fie conținutul semantic al unor astfel de reprezentări (Peacocke 1992)). Desigur, este firesc să presupunem că există legături intime între o anumită proprietate importantă pe care roșiile par să o aibă, cuvântul „roșu” și conceptul ROȘU în special, cuvântul „roșu” se referă la această proprietate, iar conceptul ROȘU este un concept al acestei proprietăți. Unii oameni de știință și filozofi ar argumenta pentru conexiuni mai intime între experiențele de culoare și vocabularul și conceptele de culoare. [5] Dar punctul actual este pur și simplu că problema realismului culorilor este în primul rând o problemă în teoria percepției, nu o problemă în teoria gândirii sau a limbajului.

Luați în considerare o analogie. Din punctul de vedere al biologului, cuvântul „hrană” este aplicat de oamenii obișnuiți într-un mod oarecum arbitrar. Potrivit acestora, uleiul de gătit sintetic Olestra, care nu are deloc valoare nutritivă, este un aliment, dar tabletele de vitamine și berea nu sunt. O investigație a modului în care oamenii obișnuiți folosesc cuvântul „hrană” nu este deosebit de relevantă pentru biologie. Ceea ce este relevant este o investigare a tipurilor de substanțe pe care ființele umane le pot digera, indiferent dacă categoria biologică a digerabilului se aliniază sau nu exact cu categoria populară a alimentelor. Problema realismului culorilor este ca investigarea a ceea ce oamenii pot digera, nu investigarea categoriei populare de alimente. Ancheta se referă la anumite proprietăți pe care obiectele par să le aibă vizual, nu modul în care oamenii obișnuiți folosesc cuvintele de culoare sau modul în care conceptualizează categoriile de culori. [6]

Un ultim punct de clarificare: deși principalul accent al problemei realismului culorilor este pe vederea umană a culorilor, orice soluție satisfăcătoare trebuie să abordeze problema vederii culorilor la animalele non-umane. Vom spune ceva despre asta mai târziu, în secțiunea 3.3.

1.2. Conținutul reprezentativ al experienței

Este util să punem problema realismului culorilor în termeni de continut reprezentativ („conținut” pe scurt) de experiență de culoare. Atunci când cineva are o experiență vizuală, scena din fața ochilor ei apare vizual într-un anumit fel: de exemplu, unui subiect i-ar putea părea vizual că există un obiect roșu umflat pe masă. Propunerea că pe masă se află un obiect roșu umflat face parte din conținutul experienței subiectului. În general, propunerea că p face parte din conținutul experienței vizuale a unui subiect dacă și numai dacă îi apare vizual subiectului că p. Propozițiile sunt purtătoare de adevăr și fals: propoziția că există un obiect roșu bulky pe masă este adevărată doar în cazul în care există este un obiect roșu umflat pe masă și fals în caz contrar. Experiența vizuală a unui subiect va fi iluzorie (cel puțin într-o oarecare măsură) dacă o propoziție care face parte din conținutul experienței sale este falsă. La fel, experiența vizuală a unui subiect va fi veridic (cel puțin într-o oarecare măsură) dacă o propoziție care face parte din conținutul experienței ei este adevărată. [7]

Conținutul reprezentativ al experienței unui subiect specifică modul în care apare lumea la subiect. Deci conținutul unei experiențe este conținut la nivel personal și nu este conținut subpersonal. Dacă propoziția conform căreia există astfel de margini, blob-uri și bare face parte din conținutul unei etape timpurii de procesare vizuală, nu înseamnă că acea propoziție face parte din conținutul experienței vizuale a subiectului.

După cum sa discutat în secțiunea anterioară, Backhaus și Menzel, Zeki, Palmer și Galileo susțin opinia că nimic nu are nici un obiect fizic precum o roșie colorată. Unii dintre acești teoreticieni ar putea foarte bine să renegați aparatul de conținut reprezentațional, așa cum sa explicat mai sus (comfațându-se într-un anumit anacronism, probabil că Galileo ar face-o). Dar presupunând că acest aparat oferă un mod util și relativ inofensiv de a încadra dezbaterea, punctul de vedere conform căruia niciun obiect fizic nu este colorat este echivalent cu opinia conform căreia conținutul distinctiv al experiențelor de culoare (de exemplu, că există un obiect roșu voluminos pe tabelul) sunt uniform false .

Problema realismului culorilor se referă, așadar, la conținutul reprezentativ al experiențelor de culoare. Este acest conținut&ndash, de exemplu, că există un obiect roșu voluminos pe masă&ndash uneori adevărat? Și care este proprietatea roșie care figurează în conținutul unor astfel de experiențe?

Deci, sub durerea de a schimba subiectul, nu este o opțiune, așa cum îndeamnă Matthen, „să menținem, poate în mod paradoxal, că nu culoarea este conținutul viziunii cromatice, ci o altă cantitate fizică” (1992, p. 46). Culorile, oricum in sensul in care ne privesc in acest articol, sunt (cel putin) proprietăți reprezentate de anumite tipuri de experiențe vizuale. Potrivit lui Thompson și colab., „Acea culoare ar trebui să fie conținutul stărilor perceptive cromatice este un criteriu de adecvare pentru orice teorie a conținutului perceptiv” (1992, p. 62), și suntem de acord. [8]

S-a spus destule, sperăm, pentru a clarifica faptul că problema realismului culorilor nu este o problemă filozofică cercetată, care nu interesează puțin oamenii de știință în domeniul culorilor, care poate fi rezolvată, dacă este deloc, prin a priori rationamentul din fotoliu. Problema se referă la tipurile de proprietăți care sunt reprezentate de experiențele vizuale și, prin urmare, implică în mod indisolubil cercetarea empirică a sistemelor vizuale animale. [9]

1.3. Distincții utile și confuzii comune

Când cineva se uită la o roșie în lumină bună, ea trece printr-o experiență vizuală. Această experiență este o eveniment, ca o explozie sau o furtună: începe la un moment dat și se termină la un moment ulterior. The obiect a experienței este roșia, care nu este un eveniment (roșiile nu apar). The conţinut a experienței include (putem presupune) propunerea că există un obiect roșu bulky pe masă. Proprietatea culorii reprezentată de experiență este proprietatea roșu. Dacă experiența este veridică, atunci obiectul experienței are proprietatea de culoare reprezentată de experiență: cu alte cuvinte, dacă experiența este veridică, roșia este roșie.

1.3.1. Senteză datele. O lungă tradiție în filozofie spune că conștientizarea vizuală a subiectului despre roșie este mediată de conștientizarea a altceva, un obiect numit dat de sens (Moore 1953, Ch. 2 Price 1950, Ch. 1 Russell 1912, Cap. 1). Imaginile ulterioare oferă cel mai simplu mod de a introduce ideea. Luați în considerare experiența unei imagini ulterioare circulare roșii, produsă prin fixarea pe o pată circulară verde timp de aproximativ un minut și apoi privind un perete alb. Este mereu tentant să presupunem că acolo este ceva roșu și circular de care perceptorul este conștient. Dacă există, pentru că nu există nimic roșu și circular în lumea exterioară celui care percepe, trebuie să existe ceva roșu și circular în lumea internă a perceptorului și ceva mental, probabil, deoarece nimic din creier nu este roșu și circular. Acest lucru circular roșu este a dat de sens. Datele senzoriale ar trebui să fie prezente nu numai în cazul imaginilor ulterioare, ci și în cazurile de vedere normală: percepția unei roșii, precum și experiența imaginii ulterioare, implică un datum simț circular roșu.

Datele senzoriale au fost atacate puternic în filosofia analitică încă din anii 1950, în opinia noastră, pe bună dreptate. Nu vom relua această dezbatere aici, ci pur și simplu vom presupune că argumentele împotriva datelor senzoriale au succes (Armstrong 1961, Ch. 3 Pitcher 1971, Ch. 1 Sellars 1956). Dar ar trebui să spunem ceva despre exemplul de imagine ulterioară. Imaginile ulterioare sunt pur și simplu iluzii, așa cum a subliniat Smart cu mulți ani în urmă (Smart 1959). Când cineva are o experiență a unei imagini secundare circulare roșii, conținutul experienței este, la o primă aproximare, că există o pată circulară roșie într-o anumită locație. Dar această propoziție este pur și simplu falsă. Nu există pete circulare roșii și nici măcar într-un domeniu mental intern.

1.3.2. Proprietățile unei experiențe vs. proprietățile reprezentate . O confuzie clasică este confundarea proprietăților unei experiențe cu proprietățile reprezentate de experiență (Harman 1990). O experiență a unei roșii este un eveniment, probabil un eveniment neural de un anumit fel și, deși reprezintă proprietatea roșie, experiența cu siguranță nu este roșie, la fel cum cuvântul „roșu”, care se referă la proprietatea roșie, nu este el însuși. roșu. Dacă ceva este roșu, este roșie.

Nerespectarea acestei distincții poate face să pară evident că culoarea este un fel de mental sau psihologic proprietate, mai degrabă decât o proprietate a obiectelor fizice precum roșiile. Acest tip de greșeală este probabil unul dintre principalele motive pentru care multe manuale afirmă că culoarea este produsă de creier sau că este în minte ea poate sta la baza Vocabular internațional de iluminat definirea „nuanței” ca un anumit „atribut al senzației vizuale” (CIE 1970, 45-25-215).

1.3.3. Culoarea vs. condițiile necesare percepției sale . Pentru ca un termostat de uz casnic să detecteze că temperatura este sub 65°F, cadranul termostatului trebuie să fie setat corect. Nu rezultă că proprietatea de a fi sub 65°F depinde într-un sens interesant de termostate sau de setările acestora. Nimeni nu poate face această greșeală de confuzie temperatura cu condiţiile necesare pentru detectarea temperaturii. Dar, din anumite motive, se face adesea o greșeală analogă în cazul culorii. (Vom oferi o ilustrare deosebit de frumoasă a acestui lucru în secțiunea 3.1.3 de mai jos.)

Prezența perceptorilor și apariția anumitor evenimente mentale sunt în mod evident necesare pentru perceperea culorii. La fel ca în exemplul termostatului, nu rezultă că culorile în sine sunt într-un sens interesant dependente de, sau în raport cu, perceptori sau evenimente mentale. A crede că a făcut-o ar fi să confundăm condițiile necesare pentru percepția culorii cu culoarea în sine.

1.3.4. Culoare subiectivă, obiectivă, fenomenală și fizică . După cum am menționat mai devreme, există unele iluzii de culoare relativ necontroversate, de exemplu efecte de răspândire (Bressan 1995 Van Tuijl & amp de Weert 1979) și apariția culorilor cromatice pe discuri rotative pictate cu un model acromatic (Festinger et al. 1971 Karvellas et al. 1979). Uneori pretenția de iluzie este pusă spunând că culorile „subiective” sau „iluzorii” sunt „produse în sistemul vizual” de obiecte precum discurile (contrastul fiind cu culorile „obiective” pe care obiectele precum roșiile par să le aibă). Acesta nu este un mod fericit de a vorbi, din două motive. Primul este că proprietățile culorii nu vin în două varietăți, „subiectiv” („iluzoriu”) și „obiectiv”, așa cum sugerează terminologia: există doar unu proprietatea de a fi roșie. Mai degrabă, distincția aici este într-adevăr între două tipuri de obiecte: cele care par să aibă culori pe care nu le au (poate discurile) și cele care par să aibă culorile pe care le au (poate roșii). Al doilea motiv pentru care terminologia este nefericită este că sugerează că culorile „subiective” sunt cumva „în minte”. Ce este cu siguranță „în minte”&ndashat dacă această expresie nu este luată prea în serios&ndashare experiențe vizuale de discuri colorate, sau rosii rosii. Culorile, însă, nu sunt în minte, chiar dacă experiența este o iluzie (în acest punct, amintiți-vă distincția dintre proprietățile unei experiențe și proprietățile reprezentate în secțiunea 1.3.2 de mai sus). [10]

Acum luați în considerare acest pasaj:

Prima parte a distincției lui MacAdam este simplă: proprietățile optice ale unui obiect care sunt responsabile pentru aspectul său de culoare&ndash uneori numite fizic culoare. Colorimetria se ocupă în mare măsură de culoarea fizică și deci cromaticitate și puritate a unei surse de lumină se poate spune că sunt măsuri ale culorii sale fizice.

Deoarece nimic altceva decât confuzia nu poate proveni din folosirea termenilor de culoare pentru a „denota senzații”, a doua parte a distincției lui MacAdam necesită unele ajustări. Pe de o parte, lucrurile distinse sunt destinate a fi „senzații”. Pe de altă parte, termenii de culoare ar trebui să fie un mod adecvat de a desemna lucrurile distinse. Nu le putem avea pe amândouă. Dacă accentuăm „senzațiile”, atunci lucrurile care trebuie distinse sunt anumite tipuri de experiențe vizuale (de exemplu, o experiență a unei roșii în lumină bună). Dacă subliniem caracterul adecvat al termenilor de culoare, atunci lucrurile care trebuie distinse sunt anumite proprietăți proeminente reprezentate de acele experiențe (de exemplu, proprietatea de suprafață proeminentă pe care roșia pare să o aibă vizual). Aceste proprietăți sunt uneori numite culori fenomenale, sau culorile-cum-le-vedem.

Există, deci, o distincție perfectă între culoarea fizică și culoarea fenomenală, deși trebuie subliniat că aceasta nu este o distincție între proprietățile obiectelor precum roșiile și proprietățile senzațiilor. Folosind această terminologie, problema realismului culorilor explicată mai sus se referă la culoarea fenomenală. Care sunt culorile fenomenale? Obiectele care par a avea culori fenomenale le au cu adevărat? Prin urmare, ori de câte ori „culoarea” apare nemodificată în acest articol, înseamnă o culoare fenomenală.

Dar aici este punctul important: mai degrabă paradoxal, o distincție se poate dovedi să nu distingă nimic! La începutul anchetei, s-ar dori să facă o distincție între sare și clorură de sodiu, sau majordom și criminal, chiar dacă se poate dovedi că sarea. este clorură de sodiu sau că majordomul este criminalul. În mod similar, se poate dovedi cu o culoare fenomenală și (un fel de) culoare fizică. Deși trebuie avut grijă să facem această distincție de la început, poate că culoarea fenomenală și cea fizică sunt una și aceeași (vezi secțiunea 2.4 de mai jos).

Acum trecem în revistă pe scurt principalii concurenți pentru soluții la problema realismului culorilor, notând câteva dintre principalele lor probleme. [11]

2.1. Eliminativism

Eliminativismul l-am întâlnit deja în citatele date la început. Este părerea că nimic nu este colorat și nu, în orice caz, obiecte fizice obișnuite precum roșiile. Un eliminativist ar putea fi un fel de proiectivista, și susțin că unele lucruri sunt colorate (de exemplu, senzații, stări neuronale sau date senzoriale), pe care apoi le luăm în mod eronat drept proprietăți ale unor obiecte precum roșiile (Boghossian & Velleman 1989 1991 Jackson 1977). Într-adevăr, viziunea proiectivistă este cea mai simplă interpretare a citatelor din Backhaus și Menzel, Zeki și Palmer. Această poziție este totuși extrem de neplăcută, deoarece fie obiectele despre care proiectiștistul spune că sunt colorate nu au culorile potrivite, dacă într-adevăr au vreo culoare (senzații, stări neuronale), fie sunt entități extrem de dubioase (sens. date).

Cel mai defensabil fel de eliminativism este pur și simplu opinia că absolut nimic nu este colorat. Eliminativismul (despre culoare) este atunci comparabil cu eliminativismul despre vrăjitoare sau flogist. Eliminativistul despre vrăjitoare spune că pur și simplu nu există, nu și un „proiectivist” despre vrăjitoare ar crede că există vrăjitoare, dar credem în mod eronat că sunt femei. [12]

Principala linie de argumentare a eliminativismului continuă prin a afirma că știința a demonstrat direct că obiectele precum roșiile nu au de fapt culori. Suprafața unei roșii are o reflectanță, diverse proprietăți microfizice și este dispusă să afecteze perceptorii în anumite moduri. Nu sunt necesare alte proprietăți ale roșii pentru a explica cauzal experiențele noastre atunci când ne uităm la roșie. În special, presupusa culoare a roșii nu funcționează în explicarea cauzală a experiențelor noastre. Dar din moment ce o proprietate perceptibilă trebuie să facă acest tip de lucru cauzal, aceasta implică faptul că nu putem percepe culoarea roșii și dacă nu putem percepe culoarea roșii, nu există niciun motiv să presupunem că are vreo culoare (cf. Jackson 1977). , pp. 121-27 Johnston 1992 Mackie 1976, cap. 1).

Acest argument reprezintă o provocare puternică pentru cei care cred că roșiile sunt roșu, dar că această proprietate nu trebuie identificată cu o reflectanță, o proprietate microfizică sau o dispoziție de a afecta perceptorii (vezi discuția despre primitivism în sect. 2.3 de mai jos). Cu toate acestea, se pune întrebarea împotriva cuiva care identifică roșeață cu (să zicem) o reflectanță.

Prin urmare, argumentul pentru eliminativism depinde în mod esențial de a demonstra că culorile nu pot fi identificate cu proprietățile obiectelor care explică cauzal percepțiile noastre despre culoare. În opinia noastră, acest lucru nu poate fi demonstrat, cel puțin nu în general: obiecțiile împotriva identificării culorilor cu proprietăți fizice nu reușesc.

2.2. Dispoziționalism

Dispoziționalismul este punctul de vedere conform căruia culorile sunt dispoziții (puteri, tendințe) de a provoca anumite experiențe vizuale anumitor perceptori în anumite condiții, adică culorile sunt psihologic dispoziţii. [13] (Strict vorbind ar trebui să adăugăm că, conform dispoziționalismului, cel puțin uneori percepțiile noastre despre culoare sunt veridice. Această calificare ar trebui adăugată și celorlalte trei opinii discutate mai jos.)

Dispoziționalismul este o poziție adesea asociată cu filozoful englez din secolul al XVII-lea John Locke (1689/1975, Bk. II, Ch. viii). Locke, ca și alți filozofi din secolul al XVII-lea, a făcut o distincție între primar și secundar calitati. Calitățile primare au fost caracterizate într-un număr de moduri diferite (și adesea incompatibile), dar ideea de bază este că ele cuprind un set de proprietăți fundamentale în termenii cărora pot fi explicate toate fenomenele materiale. Pentru Locke, calitățile primare includ forma, dimensiunea, mișcarea și soliditatea (și determinanții acestor determinabili, de exemplu, a fi un pătrat sau a avea o lungime de o yardă). Deoarece obiectele au anumite calități primare, ele sunt dispuse să afecteze perceptorii în anumite moduri, aceste proprietăți dispoziționale sunt calități secundare. În această terminologie lockeană, dispoziționalismul este punctul de vedere conform căruia culorile sunt calități secundare.

O versiune simplă a dispoziționalismului este aceasta: îngălbenirea = dispoziția de a arăta galben pentru ființele umane tipice la lumina zilei. Dispoziționalismul a fost mult discutat de filozofi, deși nu s-a ajuns la un consens. [14] Este uneori acceptat în mod tacit, deși rar formulat explicit, de oamenii de știință în culoare. [15]

O obiecție tradițională față de dispoziționalism este aceea că „anumiți perceptori” și „anumite condiții” nu pot fi specificate într-un mod principial (Hardin 1993, pp. 67-82). Aceasta este cu siguranță o dificultate, dar în opinia noastră, problema fundamentală a dispoziționalismului este că este nemotivat. Este cu siguranță plauzibil ca&ndashcalificările și avertismentele deoparte&ndash obiectele verzi să pară verzi. Cu toate acestea, este la fel de plauzibil ca&ndashcalificările și avertismentele deoparte&ndashsquare obiectele sunt dispuse să arate pătrate. Nu este foarte tentant să trageți de aici concluzia că pătratul este o dispoziție de a arăta pătrat. De ce ar trebui să fie mai tentant în cazul culorii? Dispoziționalistul, în opinia noastră, nu a reușit să răspundă la ceea ce am putea numi Provocarea lui Berkeley, și anume, să explice de ce perceptorii ar trebui menționați în povestea despre natura culorii, dar nu și în povestea despre formă. [16]

2.3. Primitivismul

Conform primitivismului, obiectele sunt colorate, dar culorile nu sunt dispoziții de a afecta perceptorii sau proprietăți fizice (Campbell 1993 Hacker 1987 Stroud 2000 Yablo 1995). [17] Care sunt atunci culorile? Nu există un răspuns deosebit de informativ. Potrivit primitivistului, culorile pot fi comparate în mod util cu proprietăți fizice ireductibile, cum ar fi proprietatea de a fi încărcate electric. Având în vedere caracterul reductiv al minții din știința cognitivă, nu este surprinzător că primitivismul este în general rezerva filozofilor.

Ca și eliminativismul, primitivismul este destul de nemotivat dacă există deja candidați perfect buni pentru a fi proprietățile culorii, de exemplu proprietăți fizice de un fel. Argumentul de bază pentru primitivism, deci, este similar cu argumentul pentru eliminativism: alternativele trebuie trimise mai întâi. Astfel, dacă, după cum vom argumenta, argumentul pentru eliminativism nu devine la sol, nici cazul pentru primitivism.

2.4. Fizicismul

Fizicalismul este concepția conform căreia culorile sunt proprietăți fizice de un fel, de exemplu proprietăți microfizice (Armstrong 1968, Ch. 12 Jackson 1998, Ch. 4 Jackson și Pargetter 1987 Lewis 1997 Smart 1975) sau reflectanțe (Armstrong 1999, Ch. 3 Byrne și Hilbert 1997a Dretske 1995, Ch. 3 Hilbert 1987 Matthen 1988 Tye 1995, pp. 144-150 2000, Ch. 7). [18]

Există două provocări principale pentru fizicism. În primul rând, se argumentează că fizicismul nu poate explica asemănările și diferențele aparente dintre culori. Cu alte cuvinte, fizicianul nu poate explica structura fenomenal spaţiul de culoare (Boghossian & Velleman 1991).

În al doilea rând, și în legătură, se argumentează că fizicismul nu poate explica observațiile fenomenologice care au inspirat teoria procesului oponent a vederii culorilor.De exemplu, se argumentează că fizicismul nu poate explica de ce portocaliul este o nuanță binară (fiecare nuanță de portocaliu este văzută ca fiind roșiatică și gălbuie), în timp ce galbenul este o nuanță unică (există o nuanță de galben care nu este nici roșiatică, nici verzuie) ( Hardin 1993).

Nu credem că aceste obiecții funcționează. În secțiunea 3.2 de mai jos, vom oferi o explicație acceptabilă din punct de vedere fizic, atât a similitudinii, cât și a opoziției. [19]

2.5. Viziunea ecologică

Într-un articol important, Thompson și colab. (1992) au dezvoltat o „viziune ecologică” a culorii, inspirată de Gibson (1979). Punctul de vedere este cel mai bine exprimat în (Thompson 1995a), așa că ne vom concentra asupra acestei cărți (vezi și Thompson și colab. 1992 Varela și colab. 1991). Conform viziunii ecologice, „ar trebui să se dea o relatare adecvată a ontologiei culorii și a conținutului perceptiv cromatic. relaționale și ecologice” (Thompson 1995a, p. 243, sublinierea noastră).

Prin „relațional”, Thompson înseamnă că culorile sunt relaționale proprietăți. O proprietate relațională este proprietatea de a purta o relație specifică cu un anumit lucru (sau lucruri). De exemplu, a fi frate (sau, într-o notație alternativă, X este un frate ) este o proprietate relațională, deoarece este proprietatea de a purta relația cu două locuri x este un frate al lui y, catre cineva. [20] Dispozițiile sunt, de asemenea, proprietăți relaționale: de exemplu, proprietatea de a fi dispus să arate roșu pentru oameni este proprietatea de a purta relația cu două locuri. x este dispus să arate roșu la y, la ființe umane. Deci, după cum notează Thompson (p. 243), dispoziționalismul este și o teorie relațională a culorii. Thompson însuși crede că culorile sunt tipuri de dispoziții care îi afectează pe cei care percep, deși el subliniază că marca sa de dispoziționalism este destul de diferită de tipul tradițional. Partea cu adevărat distinctivă a poziției sale ar trebui să fie caracterul „ecologic”. Dar la ce înseamnă asta? Potrivit lui Thompson:

Pentru ca un raport relațional să fie satisfăcător din punct de vedere filozofic și naturalist, trebuie să fie ecologic. Lumea din afara perceptorului trebuie considerată ca un mediu, mai degrabă decât un univers material neutru. Iar perceptorul trebuie considerat un animal activ explorator, mai degrabă decât un spectator pasiv care pur și simplu primește senzații din impresiile fizice. (p. 244 vezi și pp. 177-78)

Există un mod de a citi acest pasaj în care „ecologic” nu adaugă prea mult la „relațional”. Ca și metodologie, este cu siguranță adevărat că o investigație a vederii culorilor nu ar trebui să se limiteze la situații de laborator în care subiecții sunt foarte constrânși din punct de vedere comportamental, iar stimulii vizuali sunt, de asemenea, sever limitați. Nu există nimic aici cu care un fizician sau altcineva să nu fie de acord.

În mod clar, se intenționează ceva mai puternic. Ceea ce este greșit cu teoriile culorii pe care le-am luat în considerare până acum ar trebui să fie că „animalul și mediul său sunt tratate ca sisteme fundamental separate. Lumea distală este specificată în avans și oferă o sursă de intrare care este independentă de animal. " (pag. 222). Ceea ce se dorește să adauge „ecologic” la „relațional” este (cel puțin) afirmația că mediul și perceptorul nu sunt „sisteme fundamental separate” (p. 222) și ele sunt „în mod inerent interdependente” (p. 245).

Găsim această adăugare într-o mare măsură obscură. Ilustrația principală a lui Thompson este posibilitatea ca viziunea culorilor la diferite specii să coevolueze cu culorile plantelor și ale altor animale. Poate că viziunea tricromatică la primate a coevoluat cu fructele colorate (Mollon 1989): este reciproc avantajos ca fructele să fie văzute de primate (primatele primesc hrană, iar fructele își dispersează semințele). Dacă da, atunci culorile fructelor din mediul primatelor se explică parțial prin viziunea colorată a primatelor, precum și invers. Problema este că acest tip de dependență între viziunea culorilor și culorile obiectelor nu constrânge natura culorilor într-un mod interesant: coevoluția nu este în nicio tensiune cu fizicismul, de exemplu. [21] Cel mai simplu mod de a vedea acest lucru este să luăm în considerare un caz paralel. Imaginați-vă că o companie de mașini populară își proiectează suporturile pentru pahare pentru a găzdui cești de la o companie populară de cafea. Potrivirea inițială ar putea fi puțin mai confortabilă, așa că ceva timp mai târziu, compania de cafea face o mică ajustare a dimensiunii ceștilor sale. Cu toate acestea, sunt posibile mai multe îmbunătățiri, prin urmare următoarea generație de suporturi pentru pahare este modificată în consecință și așa mai departe. Suporturile de pahare „coevolueaza” asadar cu forma cupelor. Dar acest lucru evident nu arată nimic despre natura formelor în special, nu arată că formele sunt proprietăți nonfizice.

Deci, din câte putem înțelege, viziunea ecologică se rezumă la ceva nu foarte diferit de dispoziționalismul tradițional (pentru o critică similară vezi Whitmyer 1999). Mai mult, este oarecum mai puțin dezvoltată, deoarece Thompson ne spune foarte puțin despre cum trebuie specificate dispozițiile „la nivel ecologic”. Evident, „perceptorii particulari” și „condițiile particulare de vizionare” (Thompson 1995a, p. 245) ar trebui să fie specificate într-un număr de moduri diferite pentru a se adapta, printre altele, la viziunea culorilor între specii (p. 246), dar Thompson nu furnizați oricare dintre detalii.

2.6. Digresiune asupra teoriilor naturaliste ale conținutului

S-a revărsat multă cerneală filozofică asupra problemei „naturalizării semanticii” sau „problemei de împământare a simbolurilor” (Harnad 1990). Aceasta este problema furnizării unei relatări acceptabile din punct de vedere natural al reprezentării mentale. Dacă se presupune o teorie a limbajului gândirii (Fodor 1975 1987 1990 Rey 1997), forma particulară pe care o ia problema este următoarea: Care sunt condițiile suficiente (sau, mai bine, necesare și suficiente), formulabile într-un mod non-psihologic și non-psihic. -vocabular semantic, pentru ca un predicat simplu F în mentală să se refere la o proprietate P? (Problema ia o formă corespunzătoare diferită pentru alte relatări ale reprezentării mentale.) De exemplu, o idee călăuzitoare este că reprezentarea este o chestiune de covariație cauzală de un fel (Stampe 1977). În exemplul limbajului gândirii, și simplificând foarte mult, F se referă la P dacă semnele lui F din creier sunt cauzate de instanțiarea lui P. [22]

Acum, o modalitate de a rezolva problema realismului culorilor ar fi prin intermediul unei teorii naturaliste a conținutului. Să presupunem, pentru ilustrare, că o explicație covariațională cauzală a fost corectă și că proprietatea P a covariat cauzal în mod corect cu experiențele despre tomate, pentru ca P să fie proprietatea de suprafață a roșiilor reprezentată de acele experiențe. Atunci P ar fi proprietatea roșie. Dacă P s-ar fi dovedit a fi un tip de reflectanță (o eventualitate deloc plauzibilă), atunci fizicismul ar fi fost stabilit.

Din păcate, nici una dintre aceste teorii nu este suficient de bine dezvoltată pentru a permite ca acest tip de argument să fie formulat în detaliul necesar. Și în orice caz, nici una dintre aceste teorii nu ni se pare convingătoare. Dar este de remarcat faptul că multe dintre ele, în special tipul de covariație cauzală, sunt destul de primitoare pentru fizicism.

Cu excepția cazului în care și până când problema naturalizării semanticii este rezolvată, o apărare a fizicalismului, în special, trebuie să se bazeze în mare măsură pe considerații de plauzibilitate. În cele ce urmează, nu ne pretindem că demonstrăm adevărul fizicismului, vom fi mulțumiți dacă îl facem o ipoteză credibilă.

3. Fizicalismul apărat

3.1. Fizicalismul reflectanței

Orice versiune plauzibilă a fizicismului va identifica culorile cu proprietăți fizice implicate în procesul cauzal care stă la baza percepției culorii (vezi Fig. 1 de mai jos). În forma sa cea mai simplă, acest proces implică un iluminant constant care interacționează cu o suprafață mată (cu caracteristici reflectorizante fixe) pentru a produce lumină reflectată care pătrunde în ochi. [23] Deși lanțul cauzal se extinde de la iluminant la stimul prin intermediul obiectului, desigur, obiectul este cel care arată colorat (mai strict, suprafața sa), și astfel proprietatea fizică relevantă trebuie să fie o proprietate a obiectelor (mai strict). , suprafețe). Putem restrânge și mai mult câmpul observând că viziunea color a ființelor umane și a multor alte organisme prezintă aproximativ constanța culorii (Jameson & Hurvich 1989 Werner et al. 1988) de exemplu, roșiile nu par să-și schimbe culoarea atunci când sunt luate dintr-un petic de legume însorit într-o bucătărie iluminată cu lumină incandescentă. Presupunând că percepțiile noastre despre culoare sunt adesea veridice, avem nevoie de o proprietate fizică a obiectelor care este în mare măsură independent de iluminare&ndasha proprietate fizică pe care un obiect o poate păstra prin modificări ale iluminării. Această ultimă constrângere exclude proprietățile pe care le are un obiect numai dacă reflectă de fapt lumina cu un anumit caracter, de exemplu, lumina cu o anumită distribuție a lungimii de undă-energie (distribuția spectrală a puterii) sau compoziția lungimii de undă. În cele din urmă, avem nevoie de o proprietate pe care sistemele vizuale umane ar putea să o recupereze în mod plauzibil din răspunsurile celor trei tipuri de fotoreceptori conici. Proprietatea care se sugerează inițial este reflectanța spectrală a suprafeței: proporția de lumină incidentă pe care obiectul este dispus să o reflecte la fiecare lungime de undă din spectrul vizibil. [24] Această proprietate este o proprietate a obiectelor care par colorate, este (în mare) independentă de iluminare și s-a dedicat multă muncă empirică pentru a arăta cum ar putea fi recuperată din răspunsurile receptorilor (D'Zmura 1992 Finlayson 1996 Maloney & Wandell). 1986 Funt şi colab. 1991). Pentru ilustrații ale funcțiilor de reflectare ale diferitelor obiecte comune, vezi Figura 2 de mai jos.

figura 1 : Procesul cauzal care duce la vederea culorilor.

Un iluminant precum lumina soarelui cade pe un obiect, în acest caz o grămadă de banane. (Pentru claritate, distribuția puterii spectrale a iluminatorului CIE A este dată mai degrabă decât cea a luminii de zi sau a luminii soarelui.) Lumina care ajunge la ochi (semnalul de culoare) reprezintă iluminatorul așa cum este transformat de reflectanța obiectului. Această lumină stimulează apoi cele trei tipuri de con pentru a genera semnalul de con. Acest proces se repetă pentru fiecare regiune din câmpul vizual iar semnalele conurilor conțin în mod colectiv toate informațiile de care dispune sistemul vizual cu privire la culorile obiectelor din câmpul vizual. (Pentru simplitate, reprezentăm acest proces doar pentru o singură regiune.)

Figura 2 : reflectanțe spectrale pentru unele obiecte comune.

(Date prin amabilitatea companiei Eastman Kodak prin http://www.cns.nyu.edu/ftp/ltm/SSR/kodak/)

Acum această sugestie de bază, că culorile sunt reflectanțe, este deschisă la trei obiecții imediate, în plus față de acuzația că fizicismul de orice varietate nu poate explica asemănările de culoare. Vom aborda aceste obiecții pe rând, în următoarele trei secțiuni. Pentru a răspunde la primele două (deși nu la a treia), sugestia de bază va trebui elaborată și modificată. [25]

3.1.1. Problema metamerilor . Prima obiecție pleacă de la fenomenul de metamerism: obiectele cu reflectanțe destul de diferite se pot potrivi în culoare sub un anumit iluminant. [26] Două astfel de obiecte sunt a pereche metamerică cu privire la acel iluminator. Metamerismul este o consecință a faptului că toate informațiile disponibile pentru percepția culorii derivă din doar trei tipuri de receptori cu sensibilitate spectrală largă. Dacă lumina care ajunge la ochi de la două obiecte produce același răspuns în fiecare dintre aceste trei tipuri de receptori, atunci ei vor părea să aibă exact aceeași culoare, indiferent de modul în care reflectanța lor diferă. (Vezi Fig. 3 de mai jos.) Există motive pentru a crede că perechile metamerice sunt neobișnuite pentru obiectele naturale (Cohen 1964 Maloney 1986), deși tehnologia contemporană a culorilor produce multe potriviri perceptuale aproximative între obiecte distincte din punct de vedere fizic. În consecință, există o anumită incertitudine cu privire la semnificația practică (spre deosebire de teoretică) a metamerismului pentru animalele care locuiesc în mediul lor natural. În orice caz, uneori se susține că simpla posibilitate a perechilor metamerice reprezintă un obstacol serios în calea oricărei încercări de a identifica culorile cu reflectanțe (Dedrick 1996 Hall 1996 Hardin 1993, pp. 63-64).

Figura 3 : reflectanțele a patru obiecte care seamănă.

Obiectele cu aceste curbe de reflectare spectrală s-ar potrivi la culoare pentru observatorul standard CIE 1931 atunci când sunt privite sub iluminatorul C.

Dacă spunem că o culoare este determinat dacă și numai dacă niciun observator uman normal nu poate, în circumstanțe normale, să discrimineze (pe baza culorii) între două obiecte care par să aibă acea culoare [27], atunci problema poate fi pusă după cum urmează. Culorile determinate nu pot fi identificate cu reflectanțe specifice, deoarece vor exista de obicei (la infinit) multe reflectanțe care au ca rezultat apariția unei anumite culori determinate și nicio motivație pentru a alege între ele.

Această obiecție este corectă, în măsura în care merge. Dar poate fi dezamorsat făcând o modificare ușoară care a fost necesară în orice caz. Observați că, chiar dacă ignorăm metamerismul, există deja o problemă cu determinabil culori&ndashred, verde, violet și așa mai departe. De obicei, două obiecte violet vor avea reflectanțe diferite. Soluția la această problemă este clară: putem identifica culorile determinabile cu tip de reflectanțăs (sau seturi de reflectanțe), mai degrabă decât cu reflectanțe specifice în sine. De exemplu, proprietatea violet, în acest cont modificat, este mai degrabă un tip de reflectanță decât o reflectanță specifică. Ca bonus, această propunere rezolvă și problema metamerilor (și deci nu este chiar o problemă suplimentară): atât culorile determinabile, cât și cele determinate sunt tipuri de reflectanță. Suprafețele metamerice sunt, conform teoriei revizuite, aceleași ca culoare determinată, în ciuda diferențelor lor fizice (Byrne & amp Hilbert 1997a Hilbert 1987). [28]

După cum se știe, relația dintre reflectanță și culoarea aparentă este într-un fel mai complicată decât relația dintre mărimile fizice simple și alte proprietăți perceptibile (lungime, de exemplu). Diferitele reflectanțe care sunt echivalente din punct de vedere perceptiv (în ceea ce privește un iluminant dat) nu sunt doar variante minore unele ale altora. Suprafețele cu reflectanțe extrem de diferite se pot potrivi perceptiv chiar și în condiții de iluminare destul de normale (vezi din nou Fig. 3). Deci, tipurile de reflectanță pe care le identificăm cu culorile vor fi destul de neinteresante din punct de vedere al fizicii sau al oricărei alte ramuri a științei care nu este preocupată de reacțiile perceptorilor umani. Acest fapt nu implică însă că aceste categorii sunt ireale sau cumva subiective (Hilbert 1987). Este doar o chestiune de fapt simplă că un obiect are un anumit tip de reflectanță și acest fapt nu trebuie să depindă în niciun fel interesant de existența unor creaturi cu viziune a culorilor. Fără îndoială că mașinile de pompieri nu ar fi avut acel tip de reflectanță distinctiv dacă oamenii nu ar fi evoluat viziunea culorilor, dar rubinele și granatele ar fi avut-o, chiar dacă oamenii nu ar fi evoluat deloc.

Există o comparație utilă aici cu CIE 1931 Standard Observer. Având în vedere un iluminant fix, Standard Observer permite sortarea reflectanțelor în tipuri (în special, clase de echivalență: două reflectanțe vor fi în aceeași clasă dacă și numai dacă coordonatele tristimulului lor relativ la iluminant sunt identice). Deși coordonatele tristimulului sunt derivate din comportamentul de potrivire a culorilor al ființelor umane, faptul că o anumită reflectanță are un anumit set de coordonate nu depinde de existența perceptorilor, umani sau de altă natură. Dacă oamenii nu ar fi evoluat niciodată deloc reflectanța ar fi avut totuși coordonatele tristimulului. Mai mult, la fel ca tipurile de reflectanță pe care fizicismul le identifică cu culorile, tipurile de reflectanțe generate de Standard Observer vor părea un amestec pestriț pentru un fizician, tocmai pentru că sunt inspirate psihofizic.

Ar trebui să subliniem că coordonatele tristimulusului din sistemul CIE nu sunt potrivite pentru a specifica tipurile de reflectanță pe care o versiune plauzibilă a fizicismului de reflectanță le va identifica cu culorile. Coordonatele variază în funcție de iluminare, nu surprind relațiile de similitudine percepute și sunt legate de condiții de vizualizare foarte specifice și (în afara laboratorului) neobișnuite. Puncte similare se aplică altor sisteme colorimetrice standard. O altă problemă apare în cazul modelelor de aspect de culoare. Versiuni plauzibile ale fizicismului (și, într-adevăr, orice vedere defensabilă a culorii) va permite asta niste (poate foarte puține) percepțiile de culoare sunt iluzorii și chiar și în condiții bune de vizualizare. Scopul modelelor de aspect de culoare este, pe de altă parte, de a oferi o procedură de calcul care să permită predicția perfectă a aspectului culorii pe baza măsurătorilor fizice. Dacă un model de aspect de culoare ar fi luat ca bază a categoriilor de culori, acesta nu ar admite posibilitatea de eroare sau iluzie. Astfel un model care a clasificat reflectanțe în funcție de culoare aspect nu ar fi neapărat să le clasifice pe baza culoare.

3.1.2. Lumini colorate, filtre și volume. Fizicismul reflectanței, așa cum l-am descris până acum, a fost adaptat culorilor obiectelor cu suprafețe opace care nu emit lumină. Dar, desigur, acestea nu sunt singurele lucruri care par colorate. Multe obiecte aparent colorate sunt translucide sau transparente, de exemplu, paharele de bere, exemplele menționate anterior de rubine și granate și filtre precum ochelarii de soare de chihlimbar. Culoarea percepută a unor astfel de obiecte este determinată în mod semnificativ și adesea aproape în întregime de caracteristicile lor de transmisie. În plus, sursele de lumină oferă câteva exemple paradigmatice de lucruri colorate: semaforele, cum ar fi roșiile, grapefruitul și limele, sunt roșii, galbene și verzi. Din nou, culoarea percepută a unei surse de lumină are adesea puțin de-a face cu caracteristicile sale de reflectare. Deci, a doua obiecție este că fizicismul reflectanței pare hotărât să descrie culoarea percepută a multor lucruri obișnuite ca fiind iluzorie. Desigur, iluziile de culoare ocazionale vin cu teritoriul, dar acest tip de iluzie larg răspândită este greu de înghițit. [29]

Un posibil răspuns este să susțin că culorile vin în mai multe arome: suprafaţă culori, volum culori, și iluminant culorile. [30] În această propunere, culorile de suprafață sunt reflectanțe, în timp ce culorile de volum sunt alte proprietăți fizice și culori de iluminare încă o treime. O astfel de mișcare ar fi însă destul de inacceptabilă. Obiectele opace, obiectele translucide și sursele de lumină pot arăta la fel în ceea ce privește culoarea.Prin urmare, deducerea naturală este că există o singură proprietate că viziunea reprezintă toate aceste obiecte ca având concluzia susținută de vorbirea comună, precum și de ceea ce se știe despre extragerea informațiilor de culoare de către sistemul vizual.

Din fericire, însă, este disponibil un alt răspuns. Mai devreme, am dat o definiție standard a reflectanței: proporția de lumină incidentă pe care obiectul este dispus să o reflecte la fiecare lungime de undă din spectrul vizibil. Cu toate acestea, la fel de bine am fi putut caracteriza reflectanța ușor diferit, în ceea ce privește lumina care ar fi părăsi obiectul mai degrabă decât lumina pe care o ar face obiectul Reflectați. Pentru claritate, să adoptăm o terminologie nouă și să spunem că productivitate a unei suprafețe este dispoziția acesteia de a produce (adică reflecta sau emite sau transmite) o anumită proporție de lumină incidentă. Pentru suprafețele opace neluminoase, aceasta va fi echivalentă cu definiția originală a reflectanței în ceea ce privește lumina reflectată. Pentru suprafețele care emit sau transmit lumină, totuși, producția și reflectanța vor diverge brusc. Caracterizarea fizicismului mai degrabă în termeni de producție decât de reflectare ne va permite să luăm în considerare toate cazurile problematice tocmai menționate. Vom lua în considerare mai întâi sursele de lumină, apoi ne vom întoarce la obiecte translucide sau transparente. [31]

Lumina care părăsește suprafața unei surse de lumină (opace [32] ) este formată din două componente: lumina reflectată și lumina emisă. Datorită acestui fapt, producțiile sunt întotdeauna relativ la un iluminant.

Pentru a vedea acest lucru, luați în considerare un exemplu simplu care implică o suprafață care emite lumină monocromatică de lungime de undă &lambda cu intensitate e , reflectă fracția r de lumină cu lungime de undă &lambda și nu emite sau reflectă nicio altă lumină. Să presupunem, de asemenea, așa cum este adevărat pentru multe surse de lumină, că intensitatea luminii emise nu depinde de intensitatea iluminantului. Luați în considerare un iluminant eu1 a cărui intensitate la &lambda este i 1 . Apoi, cu această alegere de iluminant, producția este măsurată prin raportul ( ri 1 + e )/ i 1 . Cu toate acestea, cu o altă alegere de iluminant eu2, a cărei intensitate la l este i 2 , productivitatea este măsurată prin raportul ( ri 2 + e )/ i 2 . Aceste rapoarte vor fi desigur diferite dacă i 1 și i 2 sunt diferite: creșterea iluminantului scade producția. Prin urmare, relativ la I1, producția suprafeței este măsurată prin ( ri 1 + e )/ i 1 . Cu alte cuvinte, producția suprafeței (față de eu1) este dispoziția sa, când este iluminată de eu1, pentru a produce lumină care este ( ri 1 + e )/ i 1 de eu1 la lungimea de undă &lambda și zero la toate celelalte lungimi de undă. La fel pentru eu2. Această relativitate a producanțelor față de iluminanți este ilustrată în Figura 4 de mai jos.

Figura 4 : Producția unei surse de lumină fluorescentă standard în raport cu trei niveluri (în creștere) ale unui iluminant de lumină naturală (D65).

Două puncte merită remarcate. În primul rând, pentru suprafețele care nu emit lumină putem ignora relativitatea producanțelor față de iluminanți, deoarece funcțiile de producție pentru diferiți iluminanți vor fi aceleași. În al doilea rând, deoarece suma intensităților luminii emise și reflectate la o lungime de undă &lambda poate depăși intensitatea luminii incidente la &lambda, unele funcții de producție pentru o sursă de lumină pot avea valori mai mari decât unu.

Deși producanțe sunt relativ la iluminanți, este important de subliniat că producția unei suprafețe este independent de iluminare&ndash, adică independent de iluminatorul real. Suprafața unui semafor sau a unei roșii are o anumită producție în raport cu un iluminant I și are această producție independent de lumina care o luminează de fapt. Prin urmare, are un anumit tip de producție independent de iluminarea reală. Omul obișnuit crede că unele semafore sunt roșii noaptea și că roșiile sunt roșii într-un frigider închis, iar versiunea revizuită a fizicismului caracterizat în ceea ce privește producția este de acord.

Revenind acum la obiectele translucide sau transparente, s-ar putea părea că trecerea de la reflectanță la producție nu ne rezolvă toate problemele. Să presupunem că luăm un filtru subțire și măsurăm raportul dintre lumina produsă de suprafața sa frontală și lumina incidentă pe suprafață, la fiecare lungime de undă. Presupunând că filtrul nu este iluminat din spate, această procedură nu va ține cont de caracteristicile de transmisie ale filtrului și, prin urmare, rezultatul nu se va corela în mod corespunzător cu culoarea sa percepută. Deci, dacă acesta este modul corect de a măsura „raportul dintre lumina produsă și lumina incidentă” și, prin urmare, producția, atunci „fizicismul producanței” nu se va adapta la culorile obiectelor care transmit lumină. Cu toate acestea, nu există niciun motiv special, în afară de comoditatea pentru anumite scopuri tehnice, pentru a considera „lumina incidentă” ca incidentă doar pe cu fața suprafaţă. În cazul filtrului, am putea lua ca reflectanța să fie măsurată prin raportul obișnuit, dar cu întreg filtrul (adică, din față și din spate) iluminat uniform. În cazul producției unei suprafețe opace, această procedură nu va face nicio diferență. Totuși, va ține cont de caracteristicile de transmisie ale filtrelor, ceea ce ne dorim. Deoarece volumele translucide sau transparente precum paharele de bere pot fi considerate ca fiind compuse din straturi de filtre, nu este nevoie să adăugăm nimic altceva pentru a le asigura culorile.

(Deoarece nimic din ceea ce urmează nu depinde de complexitatea recent ridicată, pentru simplitate vom ignora de acum înainte producția și vom reveni la caracterizarea inițială a fizicismului în termeni de reflexie.)

3.1.3. Culori înrudite și neînrudite . Distincția dintre legate de și fără legătură culorile sunt frecvent folosite în studiul empiric al vederii culorilor (Fairchild 1998, pp. 105-106). Culorile neînrudite sunt culorile care sunt văzute izolat de alte culori, de obicei pe un fundal negru sau alt fundal neutru. Culorile înrudite, prin contrast, sunt culorile văzute pe un fundal de alte culori. Luați cazul maroului. Maroul este văzut doar ca o culoare înrudită: un obiect nu este niciodată văzut ca maro, cu excepția cazului în care o altă culoare (mai deschisă) este vizibilă în același timp. Dacă un obiect arată maro pe un fundal deschis, atunci va arăta portocaliu pe unul întunecat. Acest fapt și terminologia „culorii înrudite” ar putea sugera că maro, spre deosebire de culorile care pot fi văzute ca neînrudite, este o proprietate relațională, în special una care implică o relație între un obiect și împrejurimile acestuia. Și dacă maro este acest tip de proprietate relațională, atunci nu poate fi o reflectanță: dacă un obiect are sau nu o reflectanță dată nu depinde deloc de înconjurător.

Totuși, dacă evităm confuzia menționată în secțiunea 1.3.3 de mai sus, între condițiile necesare percepției și ceea ce este perceput, nu ar trebui să existe tentația de a considera maro ca fiind o proprietate relațională diferită în natură de alte culori. Condițiile necesare pentru a vedea un obiect ca maro implică o relație între obiect și înconjurul său, dar aceasta este perfect compatibilă cu afirmația noastră că maro este un tip de reflectanță. [33]

În sprijinul acestui punct, merită observat că vizualizarea obiectelor în mod izolat nu este o condiție ideală pentru extragerea informațiilor de reflectanță. Deoarece lumina care ajunge la ochi de la o suprafață nu conține în sine informații care specifică în mod unic reflectanța acelei suprafețe, propunerile pentru modul în care sistemul vizual uman atinge constanta aproximativă a culorii implică de obicei utilizarea luminii din întreaga scenă. [34] În consecință, percepția culorilor neînrudite va fi adesea iluzorie. Dacă este corect, atunci faptul că maroul este văzut doar ca o culoare înrudită nu ne spune nimic despre natura maroului. Ea ilustrează doar faptul că percepția culorilor funcționează mai bine în anumite condiții decât în ​​altele.

Deci, deși distincția dintre culorile înrudite și cele neînrudite este importantă pentru înțelegerea și modelarea mecanismelor viziunii culorilor, nu reprezintă o amenințare pentru fizicismul reflectanței.

3.2. Structura fenomenală a culorilor .

Culorile stau una față de cealaltă într-o rețea complexă de relații de similitudine. (Aici ne vom concentra exclusiv pe asemănările dintre nuanțe.) De exemplu, violetul este mai asemănător cu albastrul decât cu verdele și numeroasele nuanțe de roșu sunt mai mult sau mai puțin asemănătoare între ele. Relațiile de similitudine a nuanței au și un adversar structura. Roșul este opus verdelui în sensul că nicio nuanță roșiatică nu este verzuie și invers, în mod similar, pentru galben și albastru. În plus, există o nuanță de roșu („roșu unic”) care nu este nici gălbui, nici albăstrui, și în mod similar pentru celelalte trei unic nuanțe&ndashgalben, verde și albastru. Acest lucru este arătat frumos în experimentele rezumate de Hurvich (1981, cap. 5): un observator normal care se uită la un stimul produs de doi monocromatori este capabil să ajusteze unul dintre ele până când raportează că a văzut un stimul galben care nu este deloc roșcat sau verzui. . În schimb, fiecare nuanță de violet este atât roșiatică, cât și albăstruie și, în mod similar, pentru celelalte trei nuanțe binare (portocale, măsline și turcoaz). Se spune că nuanțele binare sunt uneori „amestecuri perceptuale” ale nuanțelor unice.

Aceste fapte formează baza unei obiecții la fizicism. (Deoarece apărăm fizicismul reflectanței, vom lua aceasta ca țintă specifică.) Presupusa problemă poate fi ilustrată în mod viu prin afișarea unor exemple reprezentative ale tipurilor de reflectanță care, într-o vedere ca a noastră, sunt proprietățile violet, albastru și verde (vezi Figura 5 de mai jos).

Figura 5 : curbe de reflectanță spectrală tipice obiectelor violet, albastre și verzi.

Nu pare să existe un aspect evident în care primul tip de reflectanță este mai asemănător cu al doilea decât cu al treilea. Nici nu pare să existe nimic în tipurile de reflectanță care să corespundă diferenței dintre nuanțele unice și cele binare: orice tip de reflectanță pe care un fizician l-ar putea identifica cu violet, de exemplu, nu va fi în niciun sens inteligibil un „amestec” de tipurile de reflectanță care sunt identificate cu roșu și albastru. Dacă fizicismul nu poate respecta faptul că violetul este mai asemănător cu albastrul decât cu verdele și faptul că violetul este o nuanță binară, atunci fizicismul este Hamlet fără ca prințul să le dezlipească nuanțele esențelor și, prin urmare, nu poate fi o teorie satisfăcătoare a culorii. deloc.

În urma lui Hardin, Thompson și colab. pretinde ca:

Plângerile împotriva fizicismului în acest sens sunt, de asemenea, susținute de (Boghossian și Velleman 1991 Johnston 1992 Thompson 1995a).

Un răspuns este să admitem că fizicismul nu poate recupera relațiile de similitudine și distincția binar/unic, dar totuși să insistăm că acesta nu este un defect fatal (Matthen 1999, pp. 67-68). [36] Cu toate acestea, un astfel de eroism nu este necesar. În opinia noastră, fenomenele de similitudine și opoziție a culorilor ne arată ceva important despre continut reprezentativ de experiență de culoare și despre modul în care proprietățile culorii sunt codificate de sistemele noastre vizuale. Și odată ce avem pe masă relatarea de bază a conținutului experienței de culoare, va fi evident că nu există nicio problemă aici pentru fizicism.

3.2.1. Conținutul experienței de culoare revizuit. Până acum, am presupus că conținutul unei experiențe tipice de a privi un obiect verde include propoziție că obiectul este verde sau, pentru a fi puțin mai realist, că obiect este verde31 (să presupunem că „verde31 " este o nuanță determinată de verde). În orice caz, ipoteza până acum a fost că culoarea experimentează pur și simplu atribuiți proprietăți de culoare obiectelor.

Imaginea corectă este însă mai complicată. (Amintiți-vă că în prezent ne concentrăm pe nuanță, ignorând saturația și luminozitatea.) Este firesc să spunem, și subiecte do să spunem că un cip colorat are „mai mult albastru” și „mai puțin roșu” în el decât altul, că un anumit cip galben nu are „nici roșu și nici portocaliu” în el, că orice cip portocaliu are „unele roșii și unele galbene” ea și așa mai departe. Dacă subiecților li se cere să estimeze „cantitățile relative de nuanțe” dintr-un stimul (de exemplu 40% roșu, 60% galben), nu numai că par să înțeleagă instrucțiunea, dar ei dau răspunsuri similare (Sternheim și Boynton 1966 Werner și Wooten 1979). [37]

Acest lucru este derutant. Roșu, galben, verde și albastru sunt proprietăți, și nu are niciun sens să spunem că un obiect are Mai mult a unei proprietăți decât a altui obiect, sau a cantitate relativă a unei proprietati. Un obiect fie are o proprietate, fie nu.

Sugerăm că modalitatea de a conecta această discuție cu conținutul experienței vizuale este să recunoaștem că experiența vizuală reprezintă obiectele ca având proporții de nuanță-magnitudine. Acest lucru necesită câteva explicații. [38]

În scopurile noastre, a magnitudinea M este un set de proprietăți M, ai cărui membri sunt cei valorile de M, împreună cu a scara raportului SM. Scala raportului SM este pur și simplu o clasă de echivalență de funcții din membrii lui M la numerele reale, relația de echivalență păstrându-se între funcții f și g dacă există un număr real pozitiv n astfel încât pentru toți X, f(X) = ng(X). Astfel amploarea lungime în sens intuitiv poate fi identificat cu mărimea L, care cuprinde setul L a tuturor proprietăților de lungime particulare (fiind doi inci lungime, având șase inci lungime, având trei mile lungime,...) plus o scară de raport SL care include funcția care ia o proprietate de lungime l la numărul care specifică l în metri și astfel include și funcția care ia l la numărul care se specifică l în picioare. [39]

Valorile unei marimi M sunt doar proprietăți și deci un individ A poate fi reprezentat ca având una dintre aceste proprietăți. Pentru scopurile prezente, faptul crucial este că o astfel de reprezentare ar putea codifica informații legate de scara M, sau poate nu. Ca exemplu al primului și mai bogat tip de reprezentare, luați în considerare propozițiile &ldquoa are trei picioare lungime&rdquo și &ldquob are două picioare lungime.&rdquo Ei codifică împreună informațiile care A este mai lung decât b: cineva care știa asta A are trei picioare lungime și asta b are două picioare lungime ar putea concluziona că A este mai lung decât b. Acum imaginați-vă că bățul x și bățul y au o lungime de trei picioare, respectiv două picioare. Propoziţia & ldquoA este lungimea reală a bastonului x&rdquo este adevărată pentru orice eventualitate A are trei picioare lungime și, în mod similar, pentru propoziția & ldquob este lungimea reală a bastonului y.&rdquo Aceste propoziții sunt exemple ale acestui din urmă și mai slab tip de reprezentare. Ei nu codifică informațiile care A este mai lung decât b, chiar dacă, desigur, dacă sunt adevărate, atunci A este mai lung decat b.

Să presupunem că acum avem două mărimi, să spunem „înălțime” H si "latime" W. Gândiți-vă la valorile H și W ca proprietăți avute de dreptunghiuri orientate corespunzător și numiți suma lățimii și înălțimii unui dreptunghi (alegerea unei unități de măsură) mărimea. Propozitia "Aînălțimea lui este de 25 la sută din dimensiunea sa” face mai mult decât să atribuie o anumită proprietate dreptunghiului A, doar noi "A are trei picioare lungime” face mai mult decât să atribuie o anumită proprietate A. Cineva care le știa pe amândouă Aînălțimea lui este de 25 la sută din dimensiunea sa și asta bînălțimea lui este de 20 la sută din dimensiunea sa ar putea concluziona că b este un dreptunghi „mai slab” decât A. Putem marca acest fapt despre informațiile suplimentare codificate spunând că propoziții precum „Aînălțimea lui este de 25 la sută din dimensiunea sa" reprezintă un obiect ca având proporţii ale mărimilor H și W.

Propunerea noastră este ca obiectele să fie reprezentate ca având proporții de mărimi de „nuanță”., la fel ca, în exemplul de propoziții precum „Aînălțimea lui este de 25 la sută din dimensiunea sa”, dreptunghi A este reprezentat ca având anumite proporţii ale mărimilor H și W. [40] Avem nevoie de patru mărimi de nuanță, R, Y, G, și B (lăsați deoparte pentru moment întrebarea care sunt exact aceste mărimi). Un obiect va poseda anumite valori ale acestor mărimi numite suma lor (alegerea unei unități de măsură) obiectul nuanță totală (analog cu un dreptunghi mărimea în exemplul anterior). Ideea este că, dacă un obiect este perceput ca portocaliu, atunci este reprezentat ca având o valoare de R adică aproximativ 50 la sută din nuanța sa totală și, în mod similar, cu Y: să zicem, o proporție de 60 la sută din R și o proporție de 40 la sută din Y. Dacă un obiect este perceput ca fiind violet, este văzut ca având R și B într-o proporție similară, să spunem o proporție de 55 la sută din R și proporție de 45 la sută din B. Dacă un obiect apare albastru, este văzut ca având o proporție mare de B și o proporție relativ scăzută a fiecăreia R sau G, si asa mai departe. [41]

Într-o primă aproximare, atunci, dacă cineva cu vedere normală a culorii se uită la o roșie, conținutul reprezentativ al experienței ei nu este doar că roșia este roșie.29 (să presupunem că „roșu29" este o nuanță determinată de roșu-gălbui). Mai degrabă, conținutul este, de exemplu, că roșia are o valoare de R adică 80 la sută din nuanța sa totală și o valoare de Y adică 20 la sută din nuanța sa totală. (Reamintim din secțiunea 1.2 că conținutul experienței este conținut la nivel personal: specifică modul în care apare lumea la subiect.)

Acesta este, desigur, nu mai mult de a model foarte simplificat a conţinutului reprezentativ al experienţei culorii în măsura în care se referă la nuanţă. Totuși, așa cum vom explica în scurt timp, dacă ceva asemănător este corect, putem oferi o relatare atrăgătoare a relațiilor de similitudine dintre nuanțe și distincția binar/unic.

3.2.2. Potrivirea cu teoria procesului adversar. Așa cum nu ar trebui să fie o surpriză, există o potrivire bună între afirmația că nuanțele sunt reprezentate ca proporții ale mărimii nuanței și teoria procesului adversar (Hurvich și Jameson 1957 Lennie și D'Zmura 1988). Cu toate acestea, trebuie subliniat că nu există nimic în propunerea de amploare care cere adevărul teoriei oponent-proces, să nu mai vorbim de versiunea simplificată a acesteia pe care o vom folosi în scopuri ilustrative. [42]

Ideea de bază a teoriei procesului adversar este că ieșirile celor trei tipuri de conuri sunt transformate în două semnale cromatice adversare și un semnal acromatic neoponent.Lăsând ieșirile conului pentru conurile lungi, medii și scurte să fie L, M și S, în versiunea simplificată a teoriei semnalul roșu-verde este LM, semnalul galben-albastru este (L+M)-S, iar semnalul acromatic este L+M.

Concentrându-ne pe cele două semnale cromatice, dacă L-M>0, atunci semnalul roșu-verde produce un „răspuns roșu” și produce un „răspuns verde” dacă L-M<0. În mod similar, semnalul galben-albastru produce un „răspuns galben” dacă (L+M)-S>0 și un „răspuns albastru” dacă (L+M)-S<0. Prin urmare, experiența roșului unic este produsă atunci când semnalul roșu-verde este pozitiv (L-M>0) și semnalul galben-albastru este zero ((L+M)-S=0).

Adversarul se nuanță atunci când amestecul (aditiv) se anulează reciproc. De exemplu, o lumină verzuie atunci când este amestecată cu o intensitate adecvată de lumină roșiatică nu va apărea nici verzuie, nici roșiatică. Să presupunem că avem două lumini verzui, l1 și eu2, și că al doilea necesită mai mult din aceeași lumină roșiatică pentru a produce o lumină care nu este nici verzuie, nici roșiatică. Apoi (conform teoriei oponent-proces), „răspunsul verde” produs de l2 este mai mare decât cea produsă de l1. Folosind o astfel de tehnică de anulare psihofizică, răspunsurile canalelor adversarului prin lungime de undă (funcții de răspuns cromatic) pot fi determinate experimental. (Pentru o prezentare accesibilă a manualului, vezi (Hurvich 1981, cap. 5).)

Cu toate acestea, nu este deloc clar cum să interpretăm teoria procesului oponent. Ce înseamnă să spui, de exemplu, că un stimul produce atât un răspuns „roșu” cât și „galben”? De obicei, explicația este lăsată la un nivel intuitiv: un stimul care produce atât un răspuns „roșu” cât și „galben” este unul care pare a fi o „combinație” sau un „amestec” de roșu și galben. Acest lucru poate fi metaforic iluminator, dar nu este teoretic satisfăcător. [43] Propunerea noastră oferă o modalitate de a umple golul: un astfel de stimul este reprezentat vizual ca având o proporție (non-extremă) atât a mărimii roșii, cât și a celei galbene.

Mai mult, teoria oponent-proces umple un gol în propunerea de amploare. Oferă o explicație funcțională a modului în care sistemul vizual ar putea obține informații despre proporțiile de mărime de nuanță într-un stimul din ieșirile conului.

3.2.3. Asemănarea și distincția binar/unic revăzute . Dacă propunerea de mărime este pe liniile corecte, atunci putem explica relațiile de similitudine dintre nuanțe și distincția binar/unic, în ceea ce privește conținutul experienței culorilor.

Luați mai întâi asemănarea și, în special, faptul că violetul este mai asemănător cu albastrul decât cu verdele. Obiectele care apar albastre sunt reprezentate ca având o proporție mare de B (și o proporție mai mică dintre oricare G sau R) obiectele care par violet sunt reprezentate ca având o proporție aproximativ egală de B și R, iar obiectele care apar verzi sunt reprezentate ca având o proporție mare de G (și o proporție mai mică dintre oricare Y sau B). Prin urmare, există un respect evident din punct de vedere perceptiv în care albastrul este mai asemănător cu violet decât cu verde. Și anume, există o nuanță-magnitudine (B) că toate obiectele cu aspect albastru și obiectele cu aspect violet, dar nu toate obiectele cu aspect verde, sunt reprezentate ca având.

Motivul pentru care o nuanță binară precum portocaliul pare a fi un „amestec” de roșu și galben este că orice obiect care pare portocaliu este reprezentat vizual ca având o anumită proporție din ambele R și Y. Pe de altă parte, un obiect poate apărea verde și poate fi reprezentat ca având o valoare de G adică 100% din nuanța sa totală. De aceea se spune că verdele (și galbenul, roșul și albastrul) sunt nuanțe „unice”.

În acest fel, fenomenele de asemănare și opoziție a culorilor pot fi explicate presupunând că experiențele vizuale reprezintă obiectele ca având proporții de nuanță-magnitudine. Prin urmare, dacă există o relatare fiziciană a mărimii nuanței, atunci similitudinea și opoziția culorilor nu reprezintă nicio dificultate pentru fizicism. Așa că trebuie să arătăm acum că există un astfel de cont.

Există motive independente de prezenta revendicare cu privire la mărimile de nuanță pentru a identifica culorile cu tipuri de reflectanță, așa cum am argumentat mai sus în secțiunea 3.1. Este legitim, deci, să lucrăm înapoi și să întrebăm și să nu presupunem că culorile sunt tipuri de reflectanță, dacă există candidați evidenti acceptabili din punct de vedere fizic pentru a fi nuanța-magnitudine.

Luați în considerare lumina cu o distribuție fixă ​​a puterii spectrale. Să spunem că lumina & rsquos L-intensitate este gradul în care stimulează L-conurile, sa M-intensitate este gradul în care stimulează conurile M, iar acesta S-intensitate este gradul în care stimulează conurile S. (Acest lucru este, desigur, imprecis, dar va fi potrivit pentru scopurile noastre. [44] ) Acum luați roșu unic. Presupunând că culorile sunt tipuri de reflectanță și simplificând pentru ilustrare, un obiect este roșu unic dacă și numai dacă, sub un iluminant de energie egală, ar reflecta lumina cu o intensitate L mai mare decât intensitatea M și cu o intensitate S. egală cu suma intensităților L și M (amintim că ignorăm complicațiile introduse în secțiunea 3.1.2 de mai sus). Presupunând că propunerea de mărime este corectă, un obiect care arată unic roșu este reprezentat ca având o anumită valoare de R adică 100% din nuanța sa totală (și, prin urmare, este reprezentată ca având Nu proportie de Y sau B). Punând împreună fizicismul reflectanței și propunerea de mărime, un obiect are o anumită valoare R dacă și numai dacă, la un iluminant cu energie egală, ar reflecta lumina cu o intensitate L mai mare decât intensitatea M și cu cât diferența este mai mare, cu atât valoarea lui este mai mare. R. Și la fel și pentru celelalte mărimi. Un obiect are o anumită valoare de G dacă și numai dacă, sub un iluminant de energie egală, ar reflecta lumina cu o intensitate M mai mare decât intensitatea L. Un obiect are o anumită valoare de Y (B) dacă și numai dacă, sub un iluminant cu energie egală, ar reflecta lumina a cărei sumă a intensităților M și L este mai mare (mai mică) decât intensitatea sa S&ndash, cu cât diferența este mai mare, cu atât valoarea lui este mai mare. Y (B).

3.3. Evoluție și viziunea culorii animalelor

Viziunea culorilor este foarte larg distribuită printre animale. Un anumit grad de vedere a culorilor pare a fi condiția implicită pentru toate grupurile majore de vertebrate și este, de asemenea, comună printre nevertebrate (Jacobs 1981 1993 Menzel 1979). După cum s-ar putea aștepta, sistemele de viziune a culorilor variază foarte mult în funcție de specie. Folosind doar cea mai simplă clasificare, unele organisme sunt dicromate, altele (inclusiv ființele umane) sunt tricromate, iar altele tetra- sau pentacromate [45] (Bowmaker et al. 1997 Jacobs 1981 1993). Deci, unele organisme posedă o viziune a culorilor care este în anumite privințe mai dezvoltată decât standardul uman. Diferitele organisme își folosesc, de asemenea, viziunea colorată în scopuri diferite, de exemplu hrana, comunicarea (în special semnalizarea sexuală) și detectarea prădătorilor (Lythgoe 1979 McFarland & Munz 1975 Menzel & Shmida 1993 Thompson et al. 1992). Având în vedere prevalența viziunii culorilor și relațiile sale teoretice profunde cu culoarea, este ceva scandalos faptul că aproape nicio relatare filozofică despre culoare nu menționează existența viziunii culorilor la animalele non-umane.

Mai mult, s-ar putea părea că considerațiile elementare privind viziunea culorilor la alte specii și evoluția acesteia arată că fizicismul reflectanței este în cel mai bun caz nemotivat și, în cel mai rău caz, pur și simplu fals. O obiecție începe prin a sublinia că tipurile de reflectanță nu au o semnificație ecologică primară. Ceea ce contează în căutarea hranei, de exemplu, este localizarea materialului comestibil, nu detectarea reflectanțelor. Având în vedere semnificația ecologică îndoielnică a tipurilor de reflectanță, obiecția continuă, este puțin probabil că a existat o selecție pentru un subsistem vizual dedicat extragerii și codificării informațiilor despre aceste proprietăți. În plus, există o mulțime de dovezi empirice că viziunea culorilor a fost selectată pentru și nu a apărut ca un produs secundar al selecției pentru alte funcții vizuale. Tipurile de pigmenti implicate în vederea culorilor au fost studiate într-un număr mare de organisme și se potrivesc mult cu ceea ce se știe despre mediile vizuale ale organismelor (Bowmaker și colab. 1994 Lythgoe 1979 McFarland & amp Munz 1975). Prin urmare, obiecția concluzionează că fizicismul de reflectare este incompatibil cu ipoteze foarte plauzibile despre evoluția vederii culorilor.

Această obiecție se bazează pe presupunerea că selecția nu poate acționa pentru a produce detectoare pentru proprietăți care nu au o semnificație ecologică primară pentru un organism. Observați că proprietățile spațiale, cum ar fi forma, sunt la fel de suspecte dacă acest raționament este corect. [46] Cu toate acestea, este incorect. Luați în considerare un argument analog: nu ar putea exista selecție pentru zbor, deoarece nu există niciun avantaj pentru organism doar să se deplaseze prin aer și nu pe sol. Aici greșeala este clară. Zborul contribuie la fitness-ul unui organism, permițându-i să facă mai bine alte lucruri, de exemplu să găsească pereche sau hrană. În plus, zborul contribuie la formarea unui organism în mai multe moduri, făcându-l nepotrivit să-l descriem pur și simplu ca, să zicem, un mecanism de sustragere a prădătorilor. Astfel, pentru a reveni la cazul culorilor, este greșit să argumentăm că animalele nu pot avea mecanisme dedicate extragerii și codificării informațiilor despre tipurile de reflectanță, deoarece aceste mecanisme nu au o semnificație ecologică primară pentru animal. Dacă există o corelație între reflectanțe și proprietăți mai semnificative din punct de vedere ecologic, atunci poate avea loc selecția pentru mecanisme. Deși presiunile de selecție care conduc la evoluția vederii culorilor sunt încă un subiect de controversă, în mod plauzibil implică cel puțin parțial utilizarea viziunii color pentru discriminarea, detectarea și recunoașterea obiectelor (Jacobs 1981 1990 Mollon 1989).

O altă obiecție începe prin a susține că nu toate organismele cu viziune a culorilor par să o folosească pentru a detecta tipurile de reflectanță: unele par să-și folosească viziunea în culori pentru a răspunde la caracteristicile de iluminare și nu la caracteristicile de suprafață (Hatfield 1992 Matthen 1999 Thompson 1995a 1995b Thompson). et al. 1992). De exemplu, unii pești au o viziune a culorilor specializată pentru detectarea contrastului între alte obiecte și iluminarea de fundal. Prin urmare, obiecția concluzionează că, deoarece culoarea este tot ceea ce este detectat de viziunea culorilor, culorile nu pot fi tipuri de reflectanță. [47]

Această obiecție se bazează pe ceea ce este desigur concepția standard a vederii culorilor: un organism are viziunea culorii dacă și numai dacă este capabil să discrimineze unii stimuli diferiți din punct de vedere spectral, independent de luminozitate. În mod echivalent, un organism are viziunea culorii dacă și numai dacă există cel puțin o pereche de lungimi de undă pe care organismul este capabil să le discrimineze pentru fiecare valoare a intensității lor relative (Jacobs 1981). Acest criteriu are marea virtute de a fi strâns legat de fiziologia subiacentă. O condiție necesară pentru a putea face discriminări bazate pe diferențele spectrale (spre deosebire de luminanță) este deținerea a cel puțin două tipuri de fotoreceptori cu caracteristici diferite de sensibilitate spectrală. Prin urmare, prin utilizarea acestui criteriu, este posibil să obțineți informații semnificative despre viziunea cromatică a unui organism pe baza unor teste fiziologice, spre deosebire de teste comportamentale.

Cu toate acestea, deși util și important, acest criteriu nu ne spune ce fel de proprietăți sunt extrase din stimulul vizual și reprezentate de sistemul de viziune a culorilor. Două organisme care trec ambele testul de discriminare ar putea să-și folosească mașinile comune pentru a reprezenta tipuri destul de diferite de proprietăți și, probabil, luminanțe într-un caz și reflectanțe în celălalt. Deci, dacă viziunea culorilor este gândită ca un sistem de reprezentare vizuală a anumitor proprietăți, exemple ale căror paradigme sunt reprezentate de uman sistemul vizual și atunci criteriul bazat pe discriminarea lungimii de undă nu este adecvat. Mai mult, în contextul problemei realismului culorilor, așa ar trebui să gândim viziunea culorilor. Prin urmare, dacă se dovedește că anumite proprietăți importante reprezentate de sistemul vizual uman sunt tipuri de reflectanță, atunci organismele cu sisteme vizuale care nu reprezintă tipuri de reflectanță nu pot avea viziune a culorilor în sensul relevant pentru acest articol. [48] ​​Pentru scopurile noastre, criteriul discriminatoriu standard este necesar, dar nu suficient pentru posesia vederii culorilor (Hilbert 1992).

Chiar și având în vedere această concepție mai restrictivă a ceea ce înseamnă să posezi viziunea culorilor, foarte multe organisme non-umane o vor poseda în mod plauzibil. Acestea includ majoritatea primatelor din lumea veche, multe păsări, mulți pești de apă puțin adâncă și nevertebrate precum albinele. Reflectanțele reprezentate vor depinde de detaliile sistemului vizual în cauză: culoarea umană și vederea culorii albinelor, de exemplu, reprezintă probabil tipuri de reflectanță destul de diferite. Deoarece o singură suprafață se încadrează în mai multe tipuri de reflectanță diferite (de fapt, infinite), nu este necesar să existe niciun conflict între apariția culorilor de la o specie la alta. Peștii aurii și ființele umane văd obiectele ca având culori diferite, dar fizicismul reflectanței nu oferă niciun motiv să presupunem că, dacă o specie are dreptate, atunci cealaltă trebuie să fie greșită.

Astfel, spre deosebire de aparentele inițiale, faptele despre tipurile și distribuția culorii între organismele non-umane se încadrează frumos în cadrul fizicismului reflectanței.

3.4. Variația vederii normale a culorilor

Există o cantitate surprinzătoare de variații în viziunea cromatică a persoanelor clasificate în testele standard, de exemplu testul Farnsworth-Munsell 100-Hue, are o vedere „normală” a culorilor. Hurvich și colab. (1968) au descoperit că locația „verdei unice” pentru luminile spectrale dintre 50 de subiecți a variat de la 490 la 520 nm. Aceasta este o gamă largă: 15 nm de fiecare parte a verde unic arată distinct albăstrui sau gălbui. Datele anterioare de potrivire a culorilor utilizate pentru a construi observatorii standard CIE au arătat variații similare între subiecții individuali (Wyszecki & amp Stiles 1982, pp. 425-35). O mare parte a acestei variații se datorează diferențelor de pigmenți maculari și lentile, dar o parte din ea se datorează diferențelor de fotopigmenti. Un studiu mai recent al rezultatelor potrivirii culorilor în rândul a 50 de bărbați a descoperit că aceștia s-au împărțit în două grupuri largi, diferența dintre grupuri fiind urmărită la un polimorfism în gena fotopigmentului L-con (Winderrickx și colab. 1992). S-a constatat că punctele maxime ale spectrelor de absorbție ale celor două fotopigmente rezultate diferă cu 5 nm (Merbs & Nathans 1992). Deoarece genele fotopigmentului L-con se află pe cromozomul X, distribuția celor doi fotopigmenți variază semnificativ între bărbați și femei (Neitz & Neitz 1998).

Pe lângă variația între subiecți, există și variații în cadrul subiecților. Potrivirea culorilor depinde de unghiul vizual (Stiles 1937). Degenerarea lentilei odată cu vârsta îl face mai galben, producând o schimbare a nuanței percepute, obiectele violete arătând semnificativ mai roșii (Fairchild 1998, p. 5). Percepția culorii poate varia între ochiul drept și cel stâng din cauza diferențelor de densitate optică a maculei (Fairchild 1998, p. 7).

Aceste fapte dau naștere unei probleme evidente, pe care C. L. Hardin o exprimă frumos după cum urmează:

Potrivit lui Hardin, „dacă se dorește un răspuns la această întrebare, se poate răspunde doar prin convenție. Am putea, de exemplu, să decretăm ca cip cel mai frecvent ales să fie verde unic. Dar am putea decide altfel” (p. . 80).

Răspunsul lui Hardin la propria întrebare este puțin ciudat. Să presupunem că un anumit cip vi se pare verde unic. Convenția nu are nimic de-a face cu asta: ceea ce face ca cipul să arate unic verde sunt fapte despre sistemul tău vizual și interacțiunea acestuia cu cip, iar acestea nu sunt chestiuni de convenție sau decizie. Acum luați în considerare întrebarea dacă cipul este ca ea arata. Convenția nu are nicio legătură cu asta: este în întregime o chestiune de cum stau lucrurile cu cip. Dacă cipul este verde unic, atunci răspunsul este da dacă nu, nu.

Bănuim că eliminativismul lui Hardin îi influențează răspunsul. Chiar dacă, după cum crede Hardin, nimic este roșu, albastru, galben sau verde (darămite verde unic), terminologia culorilor are o mare valoare practică. Din diverse motive pragmatice, nu ar fi o idee bună să spuneți adevărul literal și să refuzați să aplicați expresii de culoare&ndash, de exemplu, „verde unic”&ndash la orice. Deci, cum ar trebui să folosim această expresie? Evident răspunsul la acest întrebarea este o chestiune de convenție: întrebarea cere a decizie, nu o declarație de fapt. Dar nu aceasta este întrebarea pe care Hardin o pune oficial, deși cele două ar putea fi ușor confundate. După propriile lumini, ceea ce ar fi trebuit să spună Hardin ca răspuns la întrebarea sa oficială este că&ndash este o chestiune simplă de fapt neconvențional&ndashnici chipul este verde unic.

Dacă acest răspuns și că niciun chip nu este unic verde și este corect, atunci avem probleme. Căci, din moment ce putem să presupunem că dacă orice este verde unic, unul dintre jetoane este verde unic, concluzia corectă este că nimic este verde unic. Și dacă nimic nu este verde unic, este greu de înțeles de ce alte nuanțe de verde, sau de orice altă culoare, sunt mai bune. Termenul firesc al acestei linii de gândire este, prin urmare, acela nimic are orice culoare, adică că eliminativismul este adevărat. Deci nu avem aici o problemă doar pentru fizicism, ci mai degrabă pentru orice teoria realistă a culorii.

Dar care este problema, mai exact? Ceea ce arată faptele despre diferențele individuale în vederea culorilor este că, în baza ipotezelor duble (a) că obiectele nu au multe culori diferite simultan (de exemplu, dacă un cip este verde unic, nu este și verde-albăstrui) și ( b) că, dacă obiectele sunt într-adevăr colorate (de exemplu, un anumit cip este verde unic), atunci există o percepție greșită pe scară largă a culorilor determinate: mulți oameni vor percepe greșit un cip care este de fapt verde unic ca fiind ușor albăstrui-verde, de exemplu . Dacă acest lucru poate fi transformat într-un argument bun împotriva realismului culorilor, atunci trebuie stabilite două lucruri. În primul rând, că concluzia, percepția greșită pe scară largă a culorilor determinate, este inacceptabilă. Dacă acest lucru este corect, atunci trebuie să respingem fie (a), fie (b). În al doilea rând, pentru a completa argumentul trebuie stabilit că (b) este vinovat.

Credem că acest argument eșuează în prima etapă, deoarece concluzia nu este inacceptabilă. În primul rând, rețineți că concluzia nu este deosebit de uimitoare sau în contradicție cu fapte aparent evidente.Concluzia nu este că oamenii văd rareori obiectele ca având culorile pe care le au de fapt, ci că rareori văd obiectele ca având culori determinate au de fapt. Este în concordanță cu concluzia că oamenii văd de obicei obiectele verzi ca verzi, obiectele portocalii ca portocalii și așa mai departe. În al doilea rând, rețineți că concluzii similare sunt valabile pentru alte proprietăți perceptibile, de exemplu proprietăți spațiale. Pentru un caz concret considerați aniseikonia o afecțiune oftalmologică moderat frecventă în care dimensiunea (sau forma) imaginii retinei diferă între cei doi ochi. [49]

Un efect al aniseikoniei este că orientarea suprafețelor în plan orizontal este percepută greșit din cauza erorilor de distanță binoculară introduse de diferența de mărire. Rezultatul este că o parte semnificativă a populației nu poate percepe corect dacă o suprafață este sau nu orientată perpendicular pe linia de vedere (în dimensiunea orizontală). Deoarece acesta este doar unul dintre multele deficite comune ale vederii spațiale, putem spune cu siguranță că oamenii văd rareori obiectele ca având exact proprietățile spațiale pe care le au cu adevărat. Această observație nu sprijină concluzia că obiectele nu posedă cu adevărat proprietăți spațiale.

Există o ultimă îngrijorare, care poate fi scoasă în evidență observând că, în cazul formei, avem teste independente pentru a stabili dacă cineva percepe corect o formă. În cazul culorilor, nu există un astfel de test. Așa cum stau lucrurile, cea mai bună dovadă că un cip Munsell are o anumită culoare este că majoritatea celor cu vedere normală a culorii văd obiectul ca având acea culoare. Lipsa unui test independent se datorează parțial faptului că culorile nu sunt percepute de nicio altă modalitate senzorială și, parțial, datorită faptului că nu avem o teorie naturalistă acceptabilă a conținutului experienței culorilor (vezi secțiunea 2.6 de mai sus). În plus, culorile ca atare nu figurează semnificativ în datele sau teoriile oricărei științe, altele decât cele care privesc comportamentul animal. Atribuțiile proprietăților, cum ar fi forma, sunt constrânse de rolul acelor proprietăți într-o rețea de relații cauzale. Întrucât nu există nicio cip pe care majoritatea îl va declara a fi verde unic, nu avem niciun motiv întemeiat să credem, despre orice cip, că este verde unic. Deci, cineva ar putea argumenta, rezultă că nu avem niciun motiv întemeiat să credem că există jetoane verzi unice. Nu contrazice acest lucru ceea ce un fizicist tipic sau un realist de culoare va dori să spună?

Da, da. Dar argumentul este eronat. Din faptul că nu avem niciun motiv întemeiat să credem, despre orice cip, că este verde unic, nu rezultă că nu avem niciun motiv întemeiat să credem că există cipuri verzi unice. Ar fi ca și cum am argumenta că nu avem niciun motiv întemeiat să credem că profesorul Plum a fost ucis, pe motiv că nu există nicio persoană anume care să fie în mod clar vinovată. [50]

3.5. Spectrul inversat

Experimentul de gândire „spectr inversat” (Locke 1689/1975, Bk. II, Ch. xxvii, para. 15) este binecunoscut. Iată un mod neutru, fără întrebări importante, care descrie configurația de bază. Avem doi perceptori, Invert și Nonvert. Viziunea colorată a lui Nonvert este aceeași cu a dumneavoastră (presupunând că aveți o vedere normală a culorilor). Acum luați o transformare (aproximativă) simetrică T a solidului de culoare psihologică, să spunem o inversare a axei roșu-verde sau o inversare a axelor roșu-verde, galben-albastru și negru-alb (pentru o discuție utilă vezi Palmer 1999a). ). Imaginați-vă că Nonvert se uită la o scenă S, să zicem o ridiche pe un fundal de frunze de salată. The inversiune de S este o scenă care diferă de S numai prin culorile pe care obiectele par să le aibă pentru a nu inversa: dacă culoarea unui obiect o este C, apoi culoarea lui o în S este T(C). Concentrează-te pe cum este pentru tine (adică, Nonvert, de fapt) să te uiți la obiecte colorate. Acum, aici este partea importantă: pentru ce este Inversa a privi o scenă S este la fel cu ceea ce este Nonvert a privi inversarea lui S.

Invert și Nonvert, în circumstanța ipotetică descrisă, se spune că sunt spectral inversat unul față de celălalt. Până acum, nu avem niciun argument controversat, doar o descriere a ceea ce cu siguranță pare a fi o posibilitate, deși poate doar una exagerată.

Spectrul inversat apare într-o varietate de dispute filozofice diferite. Doar unul dintre acestea are o anumită relevanță pentru fizicism despre culoare, totuși, o scurtă discuție despre cele irelevante este necesară pentru a preveni confuzia.

Unele argumente bazate pe spectrul inversat încep prin adăugarea unor prevederi suplimentare la cazul de bază cu spectrul inversat. Trei prevederi sunt de o importanță deosebită (aici nu este necesar să le explicăm cu multă precizie). Primul este că Invert și Nonvert sunt comportamental deopotrivă, în sensul că se aseamănă în modul în care sunt dispuși să-și miște corpurile și să emită sunete. Al doilea, că sunt funcţional deopotrivă (creierul lor are aceeași structură cauzală interioară). Al treilea, că Invert și Nonvert sunt fizic deopotrivă (sunt replici „moleculă pentru moleculă” una ale celeilalte). „Comportamental” și „funcțional” sunt de obicei înțelese astfel încât aceste trei prevederi sunt în ordinea crescătoare a forței: asemănarea fizică implică aceeași funcțională și comportamentală, asemănarea funcțională implică asemănarea comportamentală, în timp ce niciuna dintre implicațiile inverse nu este valabilă.

Să presupunem acum, în mod controversat, că unul dintre aceste trei cazuri cu spectru inversat îmbogățit este cu adevărat posibil, de exemplu, cel despre asemănarea organizării funcționale. Luați Invert și Nonvert, ambii privind aceeași scenă. Sunt identice din punct de vedere funcțional. Dar sunt clar distincte mental. Prin urmare, viața mentală trebuie să fie mai mult decât organizarea funcțională, așa că poziția populară în filozofie și știință cognitivă cunoscută sub numele de funcţionalismul este astfel infirmată (Block & Fodor 1972).

Este important să vedem că acest tip de dezbatere nu are nimic de-a face cu fizicismul despre culoare. Fizicalismul despre culoare nu este o teză despre natura minții sau stările mentale: este o teză despre anumite proprietăți pe care obiectele precum roșiile par vizual să le aibă. Fizicalismul despre culoare este compatibil cu practic orice viziune despre natura minții: că proprietățile mentale nu sunt identice cu proprietățile fizice, că mintea este un fel de computer, că mintea este o substanță imaterială care direcționează mișcarea corpului prin pineală. glandă sau orice altceva. [51]

Acum luați în considerare un argument cu spectru inversat destul de diferit, unul care este relevante pentru fizicism despre culoare. Pentru acest argument, avem nevoie doar de exemplul original Invert/Nonvert: nu avem nevoie de presupunerile controversate conform cărora Invert și Nonvert sunt identice din punct de vedere comportamental, funcțional sau fizic. Imaginați-vă că Invert și Nonvert au fost „inversați” unul față de celălalt încă de la naștere. Amândoi își folosesc viziunea color pentru a naviga prin lume și a identifica obiecte. Ei fac parte din aceeași comunitate lingvistică: amândoi numesc sângele „roșu”, iar iarba „verde” și așa mai departe. Acum&ndash argumentul continuă&ndash ar fi neplauzibil să se susțină că fie invers, fie nonvert este sistematic perceperea greșită culorile obiectelor. Cu siguranță, atunci când Invert și Nonvert se uită amândoi la o roșie, experiențele lor vizuale o reprezintă ambele roșu. Dar, desigur, experiențele lui Invert și Nonvert, când se uită fiecare la roșie, sunt foarte diferite: cum este pentru Invert să se uite la o roșie nu este același lucru cu ceea ce este pentru Nonvert să se uite la o roșie. Cu alte cuvinte, există mai mult la „cum este” să treci printr-o experiență decât conținutul reprezentativ al experienței și, prin urmare, poziția în filozofie cunoscută sub numele de reprezentaţionismul sau intentionalism este astfel infirmată. [52] Aici este în esență aceeași concluzie pusă în terminologia mult discutată a lui Block BBS articol (Block 1995): there is more to conștiință fenomenală decât acces la conștiință.

Acum putem vedea de ce a fost necesar să descriem cazul inițial cu spectru inversat cu ceea ce ar fi putut părea o circumspecție excesivă. S-ar putea crede că descrierea evidentă a stării lui Invert este că ridichile îi par verzi, iar salata verde par roșii. Nu am pus-o așa, pentru că asta ar fi pus întrebarea împotriva unor poziții precum cea a lui Block: faptul că ridichile par verzi pentru Invert este exact ceea ce Block. neagă (în orice caz, dacă Invert a fost „inversat” de ceva timp).

Prezenta secțiune și cea anterioară ridică probleme similare: variația reală a vederii normale a culorilor discutată în secțiunea anterioară poate fi considerată un caz extrem de ușor de inversare a spectrului. Prin urmare, s-ar putea folosi variația reală pentru a rula un argument bazat empiric împotriva reprezentaționismului, exact de același tip ca și argumentul bazat pe exemplul ipotetic al lui Invert și Nonvert (Block 1999).

După cum se întâmplă, nu acceptăm aceste argumente împotriva reprezentaționismului. Am susținut în altă parte că reprezentaționismul (despre experiența culorilor) este corect (Byrne & Hilbert 1997a). [53] De aceea credem că: ritm Block, că descrierea corectă a lui Invert este aceea de ridichi arata verde către el. Dar scopul nostru nu este să ne angajăm în această dispută aici. Mai degrabă, vrem să explicăm ce relevanță (ușoară) are pentru fizicism despre culoare.

Să presupunem, mai întâi, că Block are dreptate și că fenomenism„Viziunea opusă reprezentaționismului” este corectă. Nu există nicio amenințare evidentă la adresa fizicismului aici și, într-adevăr, Block este un fizicist în ceea ce privește culoarea. Dar fizicistul fenomenist are o problemă particulară. În mod intuitiv, asemănarea culorilor și distincția binar/unică sunt indisolubil legate de „cum este” să vezi obiecte colorate. Deoarece fenomenistul crede că „cum este” nu este în întregime o chestiune de conținut reprezentativ al experienței culorilor, el va crede că nici asemănarea culorilor și distincția binar/unică nu sunt în totalitate o chestiune de conținut reprezentativ. Prin urmare, un fizician despre culoare care neagă și reprezentaționismul va trebui să spună o poveste oarecum diferită despre distincția binar/unica și asemănarea culorilor decât cea pe care am prezentat-o ​​mai sus în secțiunea 3.2. Cu toate acestea, în lipsa unui argument că un fenomenist nu poti rezolvă această problemă și rămâne în mod constant un fizician, aceasta nu este o mare obiecție. [54]

Să presupunem, pe de altă parte, că Block este greșit și că reprezentaționismul este corect. Aici, s-ar putea crede, există o amenințare evidentă la adresa fizicismului și, într-adevăr, la orice teorie realistă a culorii, pe baza următorului argument. Din câte știm, diferite tipuri de inversare a spectrului care sunt greu de detectat comportamental sunt larg răspândite (Block 1990 Palmer 1999a). Deci, din câte știm, poate doar un mic segment al populației vede obiectele ca având adevăratele lor culori! A insista ca obiecte sunt colorat în timp ce admitem că poate majoritatea oamenilor complet percepe greșit culorile obiectelor ar fi o formă slabă și nemotivată de realism. Mult mai bine&ndash argumentul încheie&ndash să spun asta nimic are orice culoare.

Ca răspuns, negăm premisa sceptică: că, din câte știm, inversarea spectrului este larg răspândită. Problemele epistemologice sunt mult prea complexe pentru a fi discutate aici (pentru o trecere în revistă a unor literaturi relevante vezi Pryor 2001). Va trebui să recunoaștem că, în timp ce există un caz de făcut pentru la premisa sceptică, există un argument la fel de persuasiv împotriva aceasta. Pentru noi cu siguranță do stiu asta roșiile par roșii pentru majoritatea oamenilor doar un sceptic general cu privire la cunoștințele noastre despre stările mentale ale altora ar nega acest lucru. Dar acum rezultă, dat fiind reprezentaționismul, că știm că este inversarea spectrului nu răspândită (Byrne 1999). Acest lucru nu este suficient pentru a stabili că premisa sceptică este falsă, dar este suficient pentru a arăta că problema este departe de a fi simplă.

S-ar putea răspunde că inversarea spectrului nu este doar o posibilitate îndepărtată sugerată de imaginația hiperactivă a filozofilor, ci una empiric viu. S-a susţinut că, având în vedere baza genetică a protanopiei şi deuteranopiei, cazurile de „vedere pseudonormală” ar trebui să apară în populaţia umană (Piantanida 1974 vezi şi Boynton 1979, pp. 356-58 Nida-Rümelin 1996). Un subiect normal are conuri L care conțin fotopigmentul eritrolab, iar conurile M care conțin fotopigmentul clorolab și subiectul pseudonormal ar avea fotopigmentii schimbati. Dacă căile vizuale ale subiectului ar fi neschimbate, un subiect pseudonormal ar fi inversat spectral roșu-verde. [55] Există trei puncte de făcut ca răspuns. În primul rând, chiar dacă apare de fapt vederea pseudonormală, frecvența acesteia va fi foarte scăzută (Piantanida oferă o estimare de 14 la 10.000 de bărbați), astfel că posibilitatea vederii pseudonormale nu arată că inversarea spectrului ar putea fi larg răspândită. În al doilea rând, în orice caz, nu există niciun motiv să presupunem că genele pseudonormale ar păstra căile vizuale normale: canalele adversare ar putea fi, de asemenea, comutate, caz în care subiecții pseudonormali nu ar fi inversați spectral roșu-verde. În al treilea rând, există dovezi că pentru conurile M și L dezvoltarea circuitului retinian pentru canalul advers roșu-verde este insensibilă la pigmentul pe care îl conține conul. Cu alte cuvinte, subiecții pseudonormali ar fi doar subiecți normali (Dacey 2000 de Valois și de Valois 1993 Mullen și Kingdom 1996).

A rezuma. Unele argumente ale „spectrului inversat” sunt irelevante pentru fizicism despre culoare, acelea care sunt relevante nu reprezintă un pericol clar pentru fizicism.

Fizicalismul nu este o teorie deosebit de populară a culorii. Uneori, filozofii îl defăimează ca fiind produsul unei ideologii „științifice” care ia fără să gândească știința ca piatră de încercare a ceea ce este real. Unii oameni de știință de culoare s-ar plânge că fizicismul nu respectă știința destul. Atenția corespunzătoare la faptele viziunii culorilor, ar spune ei, arată că culorile sunt cu adevărat „în creier”.

Am încercat să contracarăm această tendință, arătând că fizicismul și fizicismul reflectorizant, în special, are resursele necesare pentru a face față obiecțiilor comune și poate fi integrat fără probleme cu multe lucrări empirice. Cel puțin, fizicismul ar trebui să fie luat mai în serios de oamenii de știință în culoare.

Dorim să-i mulțumim lui Justin Broackes, Jonathan Cohen, Ian Davies, Larry Hardin, Rolf Kuehni, Greg Lockhead, Alva Noë, Jon Opie, Daniel Stoljar și o serie de arbitri anonimi pentru comentariile foarte utile cu privire la o versiune anterioară. De asemenea, suntem recunoscători Programului de Filosofie din Școala de Cercetare de Științe Sociale de la Universitatea Națională Australiană pentru ospitalitatea și sprijinul său.

1. Fizică: (Nassau 1983) fotoreceptori: (Lamb 1999 Merbs & Nathans 1992 Schnapf and Schneeweis 1999). Prelucrarea culorilor: (Dacey 2000 Gegenfurtner & Sharpe 1999, cap. în părțile II și III). Genetică: (Nathans et al. 1986a 1986b 1992). Defecte ale vederii culorilor: (Kaiser & Boynton 1996). Vocabular și categorii: (Berlin & Kay 1969 Hardin & Maffi 1997 MacLaury 1997). Constanța culorii: (Arend & Reeves 1986 Jameson & Hurvich 1989 Kraft & Brainard 1999). Dependența de condițiile de vizionare: (Fairchild 1998). Viziunea culorii animalelor: (Jacobs 1981 1993 Menzel 1979). Evoluția vederii culorilor: (Jacobs 1990 Bowmaker 1998 Yokoyama 1999 Mollon 2000).

2. Pentru o eșantionare reprezentativă a disputei filozofice contemporane, a se vedea Byrne & amp Hilbert 1997b pentru o varietate de puncte de vedere în știința cognitivă, a se vedea comentariile la Palmer 1999a Saunders & amp van Brakel 1997 Thompson și colab. 1992.

3. Există multe alte exemple din manuale, aici sunt cinci: „[O]biectele în sine nu au culoare... În schimb, culoarea este un fenomen psihologic, o experiență în întregime subiectivă” (Sekuler & Blake 1985, p. 181) „„Roșeața” nu poate fi măsurată cu un instrument de măsurare fizic, deoarece este o creație a sistemului nostru vizual” (Goldstein 1989, p. 140) „Iluzia că culoarea este o proprietate inerentă a unui obiect este sporită de capacitatea noastră remarcabilă de a folosi limbajul pentru a comunica despre culoarea percepută a lucrurilor... culoarea este în cele din urmă subiectivă” (Kaiser & Boynton 1996, p. 486) „În acest moment, ideile noastre referitoare la natura culorii sunt încă în mare măsură speculative. Deocamdată, cea mai convingătoare relatare, în În conflict cu puține fapte, dacă nu există, este că culoarea este identică cu o anumită stare a creierului” (Kuehni 1997, p. 26) „[Fără observatorul uman nu există culoare” (Fairchild 1998, p. xv).

4. Mulți alți oameni de știință și filozofi din secolul al XVII-lea împărtășeau punctul de vedere al lui Galileo, de exemplu Boyle, Newton și Descartes.

5. Un exemplu din știință: este o viziune comună că fenomenologia experienței culorilor are o influență mare asupra vocabularului culorilor (Berlin și Kay 1969 MacLaury 1997). Pentru un exemplu din filozofie, vezi nota următoare.

6. Desigur, unii filozofi, în special Jackson (1998) și Lewis (1997), nu vor fi de acord, cel puțin cu accentul nostru. Ei sunt de acord că problema realismului culorilor se referă la proprietățile pe care obiectele par să le aibă, dar, potrivit lor, singura modalitate de a o rezolva este să analizăm „conceptul nostru popular” de culoare. În scopurile prezente, nu trebuie să urmărim acest dezacord.

7. Suntem aici dedacându-ne multă simplificare și patinaj asupra unui număr de probleme importante despre conținutul experienței perceptuale care au fost discutate pe larg în literatura filozofică, pe care ne putem permite să le ignorăm aici. Pentru unele dintre aceste probleme, vezi (Evans 1982 McDowell 1994 Peacocke 1983 1992) o colecție utilă este (Crane 1992).

8. Strict vorbind, culoare nu este conținutul experienței vizuale, mai degrabă conținutul este a propoziție în sensul că un obiect are o culoare.

9. Poate ar trebui subliniat faptul că folosirea de către noi a jargonului filozofic al „conținutului reprezentativ”, „propozițiilor” și altele asemenea, nu ne obligă la nicio doctrină anume despre natura și forma reprezentării perceptive. În special, nu ne obligă să considerăm că reprezentările perceptuale sunt lingvistice. Noi sunt presupunând că stările perceptive întruchipează informații presupuse despre lumea exterioară organismului, dar aceasta este, desigur, o presupunere larg răspândită în știința cognitivă.Declarația noastră despre problema realismului culorilor nu este destinată să implice alte presupuneri pe care un teoretician tipic al viziunii le-ar putea considera tendențioase, deși, fără îndoială, implică o terminologie necunoscută.

10. Desigur, nu contestăm faptul că efectele de culoare „subiective” sunt foarte diferite de percepția „obiectivă” sau normală a culorii. Vrem pur și simplu să rezistăm conotațiilor înșelătoare ale acestei terminologii.

11. Pentru o altă revizuire, dintr-un punct de vedere mai filozofic, a se vedea introducerea la Byrne & amp Hilbert 1997b.

12. Acest tip de eliminativism este apărat în (Hardin 1984 1993) vezi și (Averill 1992 Clark 1996 Landesman 1989 Mackie 1976 Maund 1995).

13. Reflectanțele sunt, de asemenea, dispoziții și dispoziții de a reflecta anumite proporții ale luminii incidente (vezi secțiunea 3.1 de mai jos). Pentru că nu sunt psihologic dispoziții, totuși, punctul de vedere care identifică culorile cu reflectanțe nu este, în terminologia noastră, o versiune a dispoziționalismului.

14. Pentru explicarea diferitelor varietăți, a se vedea (Byrne & amp Hilbert 1997b, pp. xx-xxii) pentru apărarea dispoziționalismului, a se vedea (Evans 1980 Johnston 1992 Langsam 2000 McDowell 1985 McGinn 1983) pentru critici a se vedea (Boghossian 129091 & Hardy 1993 Velleman 2 Hilbert 1987 Stroud 2000, cap. 6).

15. Cf. Sekuler & amp Blake 1985, p. 182: „Așadar, să ne referim la un „pulover marcat” este incorect, strict vorbind. Pentru a fi corect, ar trebui să-l descrii ca un pulover pe care, văzut la lumina zilei, poate evoca o senzație pe care majoritatea oamenilor o numesc „roșu”. Acesta nu este tocmai dispoziționalism, pentru că Sekuler și Blake sunt eliminativiști: ei cred că puloverul nu este roșu. Mai degrabă, părerea lor pare să fie că dispoziția de a produce anumite senzații este un respect științific surogat pentru roșeață. Deși obiectele precum puloverele și roșiile nu au proprietatea roșie, ele do posedă surogatul dispozițional. Locke a avut, probabil, o viziune de acest fel (vezi, de exemplu, Smith 1990).

16. Filosoful George Berkeley a susținut că argumentele lui Locke „pot fi aduse cu aceeași forță pentru a demonstra același lucru de extensie, figură și mișcare” (Berkeley 1710/1998, Pt. 1, para. 15).

17. Pentru o poziție care combină elemente din primitivism și dispoziționalism, vezi McGinn 1996.

18. Deoarece dispozițiile psihologice s-ar putea dovedi (în unele puncte de vedere) a fi proprietăți fizice, distincția oficială între fizicism și dispoziționalism nu este exclusivă. Aceasta este o complicație care este cel mai bine ignorată.

19. Aceste versiuni ale fizicalismului sunt analoge cu teoriile identității tip-tip din filosofia minții. Există o teorie înrudită a culorii care este analogă cu funcționalismul („starea rolului”) în filosofia minții: portocaliu (să zicem) este proprietatea „de ordin superior” de a avea o proprietate sau alta care realizează un anumit rol funcțional. Dispoziționalismul este un fel de funcționalism de culoare (de tipul „starea rolului”) și alte tipuri sunt posibile, deși din câte știm noi nu se discută niciodată. Unele teorii ale culorii sunt analoge cu funcționalismul „stare de realizare”: portocaliu (să zicem) este proprietatea care realizează de fapt un anumit rol funcțional, nu proprietatea de ordin superior de a avea rolul realizat. Aceste teorii sunt varietăți de fizicism care sunt, de asemenea, dispoziționale în spirit. Vezi Cohen 2000 2001 Jackson 1998 Jackson & Pargetter 1987 McLaughlin 1999 2003. Despre teoria identității și funcționalismul în filosofia minții, vezi, de exemplu, Kim 1996.

20. De fapt, trasarea distincției relaționale/non-relaționale nu este deloc atât de simplă pe cât o arată această explicație. Din fericire, putem ignora complicațiile aici.

21. Ceea ce este în esență acest punct este făcut de un număr de comentatori ai lui Thompson și colab. 1992), în special Broackes (1992) și Levine (1992).

22. Alte teorii ale reprezentării fac apel la o noțiune biologică de funcție (Dretske 1995 Millikan 1984) sau la „rolul conceptual/funcțional” al simbolurilor interioare (Block 1986).

23. Pe tot parcursul vom adopta idealizarea ignorării specular (oglindă) componentă a reflectanței. Componenta reflectanței care ne interesează este reflectanța corpului, care conține mai multe informații despre proprietățile materialului suprafeței reflectorizante. De asemenea, vom ignora complicațiile generate de fluorescență și caracteristicile de transmitere ale mediului dintre obiect și ochi.

24. Pentru unele materiale, în special cele cu difracție, reflectanța măsurată în unele direcții variază foarte mult de reflectanța măsurată în altele. În raportul standard al reflectanței, cel adoptat aici este media reflectanței măsurată în toate direcțiile (adică media, pe toate direcțiile d , a obiectului factor de reflexie la d). Deoarece reflectanțe nu sunt dependente de direcție, acest lucru are ca rezultat că, pe teoria culorii propusă mai jos, obiecte precum cozile păunilor vor produce adesea iluzii de culoare. Pentru definiții precise ale „reflectanței” și „factorului de reflectare”, vezi Judd & Wyszecki 1975 (p. 463).

25. Există o obiecție la fizicismul reflectanței pe care nu o vom lua în considerare, parțial pentru că este într-adevăr mai mult un amendament prietenos și parțial pentru că ne-ar duce prea departe în metafizică. Obiecția este următoarea: culorile ar trebui identificate cu „bazele categorice” ale dispozițiilor de a reflecta lumina, nu cu dispozițiile (reflectanțele) în sine, pe motiv că culorile sunt eficiente din punct de vedere cauzal și dispozițiile nu. Pentru o prezentare clară a argumentului, vezi Jackson 1998, cap. 4.

26. Dacă două obiecte au reflectanțe diferite, va exista un iluminant sub care obiectele au nu Meci.

27. Această definiție are scopul doar de a ascuți problema metamerilor. O definiție mai precisă ar trebui să ofere mai multe detalii despre „observatorii umani normali”, „circumstanțe normale” și la ce înseamnă „discriminare” (deoarece discriminarea este o chestiune statistică, granița dintre discriminare și nediscriminare este oarecum arbitrară). În plus, această explicație a culorii determinate ar fi dificil de aplicat în practică.

28. Această soluție la problema metamerilor nici nu contrazice (și nici nu implică) punctul de vedere susținut de unul dintre noi că, pe lângă tipurile de reflectanță, reflectanțe specifice sunt și exemple de culori, deși nu culorile pe care oamenii le percep (Hilbert 1987).

29. Vom discuta doar despre culorile luminii surse, nu culoarea luminii în sine. La o vedere, lumina nu este colorată pentru că este invizibilă: în schimb, face parte din procesul cauzal care duce la vizibilitatea altor lucruri. Nu trebuie să abordăm această problemă complicată aici.

30. Adică, răspunsul este de a identifica diferitele moduri de apariție a culorii (dintre care sunt mai multe decât cele trei enumerate) cu proprietăți de culoare diferite. Katz (1935) oferă o descriere încă utilă a modurilor de apariție a culorii, în timp ce Fairchild (1998, pp. 168-172) oferă un rezumat recent convenabil.

31. Observați că în viața obișnuită, distincția dintre sursele de lumină și transmițătorii de lumină este oarecum arbitrară. Semaforul superior este o sursă de lumină roșie, dar constă dintr-un filtru roșu în fața unei surse de lumină mai mult sau mai puțin albă. Un parbriz colorat poate transmite mult mai multă lumină decât emite lumina de stop, dar este clasificat ca filtru. O parte din ceea ce stă la baza acestei distincții este că lumina de stop este tratată ca un obiect unificat în timp ce noi separăm conceptual soarele și parbrizul. Deoarece definiția revizuită a reflectanței oferă un tratament unitar tuturor acestor fenomene, nu trebuie să ne preocupăm aici de cum să trasăm aceste linii.

32. Unele surse de lumină sunt translucide, de exemplu „bețișoarele de lumină”, care conțin lichide care sunt luminiscente atunci când sunt amestecate.

33. Pentru câteva puncte înrudite, vezi Tye (2000, pp. 150-62).

34. Există puțin acord cu privire la setul real de caracteristici ale scenei care sunt utilizate de sistemul vizual uman pentru a obține o constantă aproximativă a culorii. Propunerile includ caracteristici precum fundalul mediu (fondul echivalent), specularitățile și contrastul local. O revizuire utilă se găsește în Kaiser și Boynton (1996, pp. 507-22) și două exemple recente de încercări de a evalua contribuția acestor și a altor factori sunt Kraft și Brainard (1999) Yang și Maloney (2001).

35. Va deveni clar că, dacă contul nostru funcționează pentru distincția binar/unic, atunci nu se pune nicio problemă specială de, să zicem, saturație. Prin urmare, nu vom petrece timp discutând celelalte distincții menționate de Thompson și colab.

36. Ar trebui să adăugăm că Matthen nu susține fizicismul în lucrarea recent citată (o schimbare față de fizicismul său de reflectanță anterior, Matthen 1988). El își numește poziția favorizată în prezent realism pluralist, care, într-o primă aproximare, ar putea fi caracterizată ca părerea că experiența culorilor reprezintă o varietate de proprietăți diferite (inclusiv, dar fără a se limita la reflectanțe), singurul lucru pe care aceste proprietăți îl au în comun este că toate sunt detectabile de un sistem perceptiv sensibil la lungimea de undă. .

37. Sistemul de culori naturale (NCS) este derivat din judecățile subiecților cu privire la proporția celor patru nuanțe unice dintr-un stimul. Vezi (Sivik 1997).

38. Pentru un tratament mai „filosofic”, vezi (Byrne (2001a), pe care se bazează această secțiune.

39. Rețineți că temperatura nu este considerată în mod fericit ca o magnitudine în contul de mai sus, deoarece scala obișnuită de temperatură (adică acea clasă de echivalență ai cărei membri includ funcția Centigrad care duce proprietatea de temperatură a apei clocotite la numărul 100 și funcția Fahrenheit care duce această proprietate la numărul 212) este o scară de interval, nu o scară de raport (nu există un punct zero privilegiat). Această problemă ar putea fi rezolvată cu ușurință prin extinderea definiției unei magnitudini, dar nu este nevoie să o faceți aici.

40. Nu susținem afirmația conform căreia există o singură reprezentare a culorii care este folosită în toate scopurile. De exemplu, nu luăm nicio poziție cu privire la întrebarea dacă reprezentarea culorilor relevante pentru judecățile explicite de asemănare și diferență este aceeași cu reprezentarea utilizată pentru căutarea vizuală (Boynton și Olson 1990 D'Zmura 1991).

41. Există o paralelă formală între propunerea noastră și coeficienții de nuanță spectrală (raportul, la orice lungime de undă dată, dintre fiecare răspuns cromatic și fragment, verde, albastru, galben și răspunsul cromatic total pentru detalii, vezi Hurvich (1981, pp. 70-71)).

42. Deși teoria oponentului-proces este foarte influentă, nu este lipsită de detractori. Pentru o revizuire foarte critică recentă a se vedea Saunders și van Brakel (1997). Nu susținem aici teoria oponentului-proces, ci doar arătăm că relatarea noastră despre similitudinea culorilor este în concordanță cu aceasta.

43. Două moduri non-metaforice de a explica sensul în care portocala este un „amestec” de roșu și galben sunt non-începători. În primul rând, obiectele portocalii nu sunt atât roșii, cât și galbene. Mai degrabă, sunt ambele roșiatice și gălbui. În al doilea rând, obiectele portocalii nu sunt compuse din obiecte roșii mai mici și obiecte galbene, deoarece un buchet poate fi compus din flori roșii și galbene.

44. O precizie suplimentară nu are rost, deoarece nu ne pretindem că oferim o caracterizare fizică exactă a culorilor. Având în vedere o definiție mai precisă a „intensității L”, intensitatea L a luminii care ajunge la ochi de la un obiect ar putea fi calculată din distribuția puterii spectrale a luminii reflectate și sensibilitatea spectrală a conurilor L (ignorând pre- mediu receptor).

45. Această clasificare se referă la numărul de tipuri de fotoreceptori diferite din punct de vedere spectral care contribuie la vederea culorilor.

46. Aceasta nu este, desigur, o observație nouă. Gibson (1979) a făcut-o (și a produs inferența greșită). (Vezi, de asemenea, Thompson et al. 1992.)

47. Trebuie remarcat faptul că literatura primară este adesea mai puțin definitivă cu privire la funcția vederii culorilor decât sugerează uneori literatura secundară.

48. Nu este de părere că oamenii de știință în culori au făcut o greșeală sau au fost confuzi când se bazează pe criteriul discriminatoriu în munca lor. Dacă mecanismele fiziologice de bază ale vederii culorilor (și evoluția lor) interesează, atunci criteriul discriminatoriu este perfect adecvat (și mult mai ușor de aplicat decât alternativele). După cum se subliniază adesea, în alte scopuri este oportun să se suplimenteze criteriul discriminatoriu cu, de exemplu, cerința ca un fel de transformare a procesului adversarului să fie prezent (Thompson et al. 1992).

49. Bennett și Rabbetts (1998, p. 273) dau o incidență estimată de 3-5 la sută. Este probabil să fie mult mai mare în rândul oamenilor de știință cognitiv, deoarece o cauză comună sunt ochelarii (spre deosebire de lentilele de contact) cu lentile cu putere inegală. Observația personală sugerează că mediul academic este unul dintre ultimele fortărețe ale purtării ochelarilor, iar erorile de refracție inegale pentru cei doi ochi sunt destul de comune.

50. Astfel, suntem pregătiți să acceptăm „fapte de culoare necunoscute” și că un anumit cip este verde unic, de exemplu. La fel ar trebui și orice color realist care acceptă unele presupuneri care sunt (credem noi) extrem de plauzibile.

51. Aceasta este o exagerare retorică. Diferite teorii ale minții oferă relatări diferite ale percepției și, desigur, unele dintre acestea vor fi mai puțin ospitaliere față de fizicismul despre culoare decât altele.

52. Pentru o prezentare clasică și sofisticată a argumentului, vezi (Block 1990) (vezi și Block 1986 1998 1999 2000 Peacocke 1983 Shoemaker 1982).

53. Pentru apărările extinse ale reprezentaționismului vezi (Byrne 2001c Dretske 1995 Tye 1995 Lycan 1987 1996 Tye 2000). Deși s-ar putea să nu fie imediat evident, reprezentaționismul este apărat și în Dennett (1991).

54. Desigur, există unele dificultăți – poate deloc de neînvins – în combinarea fenomenismului cu fizicismul (Boghossian & Velleman 1991).

55. După cum subliniază Ross (1999), acest argument depinde de afirmația că „internalismul” cu privire la caracterul fenomenal al experienței este corect: acel caracter fenomenal este determinat de starea intrinsecă a creierului subiectului, nu de mediul în care se află creierul. Internalismul este punctul de vedere obișnuit, dar a fost negat, în special de Dretske (1995).

Arend, L. și A. Reeves (1986) Simultaneous color constancy. Journal of the Optical Society of America A. Optica și Știința imaginii 3: 1743-51.

Armstrong, D. M. (1961) Percepția și lumea fizică. Routledge și Kegan Paul.

(1968) O teorie materialistă a minții. Presa de Științe Umaniste.

(1999) Problema minte-corp: o introducere cu opinii. Westview Press.

Averill, E. W. (1992) Natura relațională a culorii. Revista filozofică 101:551-88.

Backhaus, W. și R. Menzel (1992) Concluzii din viziunea în culori a insectelor. Științe comportamentale și ale creierului 15(1):28.

Bennett, A. G. și R. B. Rabbetts (1998) Optica vizuală clinică a lui Bennett și Rabbetts. Butterworth-Heinemann.

Berkeley, G. (1710/1998) Un tratat despre principiile cunoașterii umane. Presa Universitatii Oxford.

Berlin, B. și P. Kay (1969) Termeni de bază de culoare: universalitatea și evoluția lor. University of California Press.

Block, N. (1986) Advertisement for a semantics for psychology. În:Studii de filosofie Midwest, Vol. 10, eds. P. A. French, T. E. Uehling și H. K. Wettstein. University of Minnesota Press.

(1990) Pământ inversat. În: Perspective filozofice, ed. J. Tomberlin. Vol. 4. Ridgeview.

(1995) Despre o confuzie despre o funcție a conștiinței. Științe comportamentale și ale creierului 18(2):227-87.

(1998) Experimentarea este doar reprezentare? (Despre „Zece probleme ale conștiinței” a lui Michael Tye) Filosofie și Cercetare Fenomenologică 58(3):663-70.

(1999) Sexismul, rasismul, vârstismul și natura conștiinței. Subiecte filozofice 26(1&2):39-70.

(2000) Vopsea mentală. În: Alții despre Burge: 10 eseuri cu răspunsuri de la Tyler Burge, eds. M. Hahn şi B. Ramberg. MIT Press.

Block, N. și J. A. Fodor (1972) Ce nu sunt stările psihologice. Revista filozofică 81:159-81

Boghossian, P. A. și J. D. Velleman (1989) Culoarea ca calitate secundară. Minte 98:81-103.

(1991) Teorii fiziciste ale culorii. Revista filozofică 100: 67-106.

Bowmaker, J. K. (1998) Evoluția vederii culorilor la vertebrate. Ochi 12 (Partea 3B): 541-47.

Bowmaker, J. K., V. I. Govardovskii, S.A. Shukolyukov, L.V. Zueva, D.M. Hunt, V.G. Sideleva & O.G. Smirnova (1994) Pigmenții vizuali și mediul fotic - peștele cottoid din Lacul Baikal. Cercetarea vederii 34(5):591-605.

Bowmaker, J. K., L. A. Heath, S.E. Wilkie și D.M. Hunt (1997) Pigmenți vizuali și picături de ulei din șase clase de fotoreceptori în retinele păsărilor. Cercetarea vederii 37(16):2183-94.

Boynton, R. M. (1979) Viziunea umană a culorilor. Holt, Rinehart și Winston.

Boynton, R. M. și C. X. Olson (1990) Proența termenilor cromatici de culoare de bază confirmată de trei măsuri. Cercetarea vederii 30:1311-17.

Bressan, P. (1995) O privire mai atentă asupra dependenței de răspândire a culorii neonului de lungimea de undă și iluminare. Cercetarea vederii 35(3):375-79.

Broackes, J. (1992) Nonreductionism, content, and evolutionary explication. Științe comportamentale și ale creierului 15:31-32.

Byrne, A. (1999) Subiectivitatea nu este o barieră. Științe comportamentale și ale creierului 22(6):833.

(2001a) Culoarea și asemănarea. Filosofie și cercetare fenomenologică 66:641-65.

(2001b) Culori și dispoziții. Manuscris nepublicat.

(2001c) Intenționalismul apărat. Revista filozofică 110:49-90.

Byrne, A. și D. R. Hilbert (1997a) Culori și reflectanțe. În: Lecturi despre culoare, Volumul 1: Filosofia culorii, eds. A. Byrne și D. R. Hilbert. MIT Press.

(1997b) Lecturi despre culoare, Volumul 1: Filosofia culorii. MIT Press.

Campbell, J. (1993) O vedere simplă a culorii. În: Realitate, reprezentare și proiecție, eds. J. Haldane şi C. Wright:257-77.

Clark, A. (1996) Teorii adevărate, culori false. Filosofia Științei 63 (Proceedings): S143-50.

Cohen, J. (1964) Dependența curbelor de reflectare spectrală a chipurilor de culoare Munsell. Știința Psihonomică 1(12):369-70.

Cohen, J. (2000) Proprietățile culorii și percepția culorii: un cont funcționalist. Teză de doctorat, Universitatea Rutgers.

(2001) Culoare: O propunere funcționalistă. Manuscris nepublicat. http://aardvark.ucsd.edu/

CIE (1970) Vocabular internațional de iluminat. Bureau central de la CIE.

Crane, T. (1992) Conținutul experienței: Eseuri despre percepție. Cambridge University Press.

Dacey, D. M. (2000) Căi paralele pentru codarea spectrală în retina primatelor. Revizuirea anuală a neuroștiinței 23:743-75.

De Valois, R. L. și K. K. de Valois (1993) Un model de culoare în mai multe etape. Cercetarea vederii 33:1053-65.

Dedrick, D.(1996) Culoarea poate fi redusă la orice? Filosofia Științei 63 (Proceedings): S134-42.

Dennett, D. C. (1991) Conștiința explicată. Little Brown and Co.

Drake, S., ed. (1957) Descoperiri și opinii ale lui Galileo. Doubleday & Company, Inc.

Dretske, F. I. (1995) Naturalizarea minții. Cambridge, MA, MIT Press.

D'Zmura, M. (1991) Culoarea în căutarea vizuală. Cercetarea vederii 31:951-66.

(1992) Constanța culorii: culoarea suprafeței de la schimbarea iluminării. Journal of the Optical Society of America A. Optica și Știința imaginii 9:490-93.

Evans, G. (1980) Lucruri fără minte&ndasha comentariu la capitolul doi din lucrarea lui Strawson Persoanele fizice. În: Subiecte filozofice, ed. Z. van Straaten. Presa Universitatii Oxford.

(1982) Varietățile de referință. Oxford, Oxford University Press.

Fairchild, M. D. (1998) Modele de aspect de culoare. Addison-Wesley.

Festinger, L., M. R. Allyn & C.W. White (1971) Percepția culorii cu stimulare acromatică. Cercetarea vederii 11:591-612.

Finlayson, G. D. (1996) Culoarea în perspectivă. Tranzacții IEEE privind analiza modelelor și inteligența mașinilor 18(10):1034-38.

Fodor, J. A. (1975) Limbajul gândirii. Crowell.

(1987) Psihosemantica: problema sensului în filosofia minții. MIT Press.

(1990) O teorie a conținutului și alte eseuri. MIT Press.

(1998) Concepte: Unde știința cognitivă a greșit. Presa Universitatii Oxford.

Funt, B. V., M. S. Drew & J. Ho (1991) Color constancy from mutual reflection. Jurnalul Internațional de Computer Vision 6:5-24.

Gegenfurtner, K. R. și L. T. Sharpe, eds. (1999) Viziunea culorilor: de la gene la percepție. Cambridge University Press.

Gibson, J. J. (1979) Abordarea ecologică a percepției vizuale. Houghton Mifflin.

Goldstein, E. B. (1989) Senzație și percepție. Wadsworth Pub. Co.

Hacker, P. M. S. (1987) Aspectul și realitatea. Blackwell.

Hall, R. J. (1996) Evoluția viziunii culorilor fără culori. Filosofia Științei 63 (Proceedings): S125-33.

Hardin, C. L. (1984) O nouă privire asupra culorii. American Philosophical Quarterly 21:125-34.

(1993) Culoare pentru filozofi: Unweaving the rainbow (ediție extinsă). Hackett.

Hardin, C. L. și L. Maffi (1997) Categoriile de culoare în gândire și limbaj. Cambridge University Press.

Harman, G. (1990) Calitatea intrinsecă a experienței. În: Perspective filozofice, ed. J. Tomberlin. Vol. 4:31-52. Ridgeview.

Harnad, S. (1990) Problema de împământare a simbolurilor. Fizica D 42:335-46.

Hatfield, G. (1992) Percepția culorii și codificarea neuronală: potrivirea metamerică implică o pierdere de informații? Proceedings of the Philosophy of Science Association 1:492-504.

Heywood, C. A., D. Gaffan & A. Cowey (1995) Cerebral achromatopsia in monkeys. Jurnalul European de Neuroscience 7:1064-73.

Hilbert, D. R. (1987) Culoarea și percepția culorii: un studiu în realismul antropocentric. CSLI.

(1992) Ce este viziunea culorilor? Studii filozofice 68:351-70.

Hurvich, L. M. (1981) Viziunea culorilor. Sinauer Associates Inc.

Hurvich, L. M. și D. Jameson (1957) O teorie a procesului oponent al vederii culorilor. Revista psihologică 64:384-403.

Hurvich, L. M., D. Jameson & J. Cohen (1968) Determinarea experimentală a verdelui unic în spectru. Percepție și psihofizică 4(2):65-68.

Jackson, F. (1977) Percepția: o teorie reprezentativă. Cambridge University Press.

(1998) De la metafizică la etică: o apărare a analizei conceptuale. Presa Universitatii Oxford.

Jackson, F. și R. Pargetter (1987) Ghidul unui obiectiv al subiectivismului despre culoare. Revue Internationale de Philosophie 41:127-41.

Jacobs, G. H. (1981) Viziunea comparativă a culorilor. Presa Academică.

(1990) Evoluția mecanismelor pentru vederea culorilor. Proc. SPIE 1250:287-92.

(1993) Distribuția și natura vederii culorilor printre mamifere. Recenzii biologice ale Societății Filozofice din Cambridge 68(3):413-71.

Jameson, D. și L. M. Hurvich (1989) Eseu privind constanța culorii. Revista anuală de psihologie 40:1-22.

Johnston, M. (1992) Cum să vorbim despre culori. Studii filozofice 68:221-63.

Judd, D. B. și G. Wyszecki (1975) Culoare în afaceri, știință și industrie. John Wiley și Fiii.

Kaiser, P. K. și R. M. Boynton (1996) Viziunea umană a culorilor. Societatea Optică din America.

Karvellas, P. C., J. Pokorney, V.C. Smith & T. Tanczos (1979) Inversarea nuanței în efectul de culoare Fechner-Benham în urma adaptării luminii albe. Cercetarea vederii 19(11):1277-79.

Katz, D. (1935) Lumea culorii. Kegan Paul, Trench, Trubner & Co. Ltd.

Kim, J. (1996) Filosofia minții. Westview Press.

Kraft, J. M. și D. H. Brainard (1999) Mecanisms of color constancy under nearly natural viewing. Proceedings of the National Academy of Sciences din Statele Unite ale Americii 96(1):307-12.

Kuehni, R. G. (1997) Culoare: O introducere în practică și principii. John Wiley și Fiii.

Lamb, T. (1999) Photopigments and the biophysics of transduction in cone photoreceptors. În: viziunea culorilor: de la gene la percepție, eds. K. R. Gegenfurtner și L. T. Sharpe. Cambridge University Press.

Landesman, C. (1989) Culoare și conștiință: un eseu în metafizică. Temple University Press.

Langsam, H. (2000) De ce culorile arată ca dispoziții. Philosophical Quarterly 50:68-75.

Lennie, P. D. și M. D'Zmura (1988) Mecanisme ale vederii culorilor. Recenzii critice în neurobiologie 3:333-400.

Levine, J. (1992) Obiectivism-subiectivism: O falsă dilemă? Științe comportamentale și ale creierului 15:42-43.

Lewis, D. K. (1997) Numirea culorilor. Jurnalul Australazian de Filosofie 75:325-42.

Locke, J. (1689/1975) Un eseu despre înțelegerea umană. Presa Universitatii Oxford.

Lycan, W. G. (1987) Constiinta. Cambridge, MA, MIT Press.

(1996) Conștiință și experiență. MIT Press.

Lythgoe, J. N. (1979) Ecologia vederii. Presa Universitatii Oxford.

MacAdam, D. L. (1985) Măsurarea culorii. Springer-Verlag.

Mackie, J. L. (1976) Probleme de la Locke . Clarendon Press.

MacLaury, R. E. (1997) Culoare și cunoaștere în mezoamerica: construirea categoriilor ca avantaje. University of Texas Press.

Maloney, L. T. (1986) Evaluarea modelelor liniare ale reflectanței spectrale de suprafață cu un număr mic de parametri. Journal of the Optical Society of America A. Optica și Știința imaginii 3:1673-83.

Maloney, L. T. și B. A. Wandell (1986) Color constancy: A method for recovering surface spectral reflectance. Journal of the Optical Society of America A. Optica și Știința imaginii 3:29-33.

Matthen, M. (1988) Funcții biologice și conținut perceptiv. Jurnalul de Filosofie 85:5-27.

(1992) Viziunea culorilor: Conținut versus experiență. Științe comportamentale și ale creierului 15:46-47

(1999) Dezbinarea culorii. Revista filozofică 108(1):47-84.

Maund, J. B. (1995) Culori: natura și reprezentarea lor. Cambridge University Press.

McDowell, J. (1985) Valori și calități secundare. În: Moralitate și obiectivitate, ed. T. Hondarich. Routledge și Kegan Paul.

McDowell, J. H. (1994) Mintea și lumea. Presa Universității Harvard.

McFarland, W. N. și F. W. Munz (1975) Evoluția pigmenților vizuali fotopici la pești (Partea 3 din 3) Cercetarea vederii 15:1071-80.

McGinn, C. (1983) Viziunea subiectivă: calități secundare și gânduri indexice. Presa Universitatii Oxford.

(1996) O altă privire asupra culorii. Jurnalul de Filosofie 93:537-53.

McLaughlin, B. (1999) Culori și spații de culoare. În: Actele celui de-al XX-lea Congres Mondial de Filosofie, ed. R. Cobb-Stevens. Vol.5 Centrul de Documentare Filosofie

(2003) Locul culorii în natură. În: De la lumină la obiect, eds. R. Mausfield şi D. Hieter. Oxford University Press (în presă).

Menzel, R. (1979) Sensibilitatea spectrală și viziunea culorilor la nevertebrate. În: Manual de fiziologie senzorială, ed. H. Autrum. Vol. Vol. VII/6A:503-80.

Menzel, R. și A. Shmida (1993) Ecologia culorilor florilor și viziunea naturală a culorii a polenizatorilor de insecte: Flora israeliană ca caz de studiu. Recenzii biologice ale Societății Filozofice din Cambridge 68:81-120.

Merbs, S. L. și J. Nathans (1992) Spectre de absorbție ale pigmenților de conuri umane. Natură 356:433-35.

Millikan, R. G. (1984) Limbajul, gândirea și alte categorii biologice: noi baze pentru realism. MIT Press.

Mollon, J. D. (1989) „Tho’ she kneel'd in the place where they grown.”: Utilizările și originile vederii culorilor primate. Jurnalul de biologie experimentală 146:21-38.

(2000) „Cireșe printre frunze”: Originile evolutive ale vederii culorilor. În: Percepția culorilor: perspective filozofice, psihologice, artistice și computaționale, ed. S. Davis. 9:10-30. Presa Universitatii Oxford.

Moore, G. E. (1953) Câteva probleme principale ale filosofiei. Allen & Unwin.

Mullen, K. T. și F. A. A. Kingdom (1996) Pierderile în sensibilitatea periferică a culorii prezise de la conexiunile conice post-receptorale lovite și greșite. Cercetarea vederii 36(13):1995-2000.

Nakayama, K., S. Shimojo și V.S. Ramachandran (1990) Transparență: relație cu adâncimea, contururile subiective, luminanța și răspândirea culorii neonului. Percepţie 19:497-513.

Nassau, K. (1983) Fizica și chimia culorii. John Wiley și Fiii.

Nathans, J., S. L. Merbs, C-H. Sung, C.J. Weitz & Y. Wang (1992) Molecular genetics of human visual pigments. Revizuirea anuală a geneticii 26:403-24.

Nathans, J., T. P. Piantanida, R.L. Eddy, T.B. Shows & D.S. Hogness (1986a) Genetica moleculară a variației moștenite în viziunea umană a culorilor. Ştiinţă 232(4747):203-10.

Nathans, J., D. Thomas și D.S. Hogness (1986b) Genetica moleculară a vederii umane a culorii: genele care codifică pigmenții albaștri, verzi și roșii. Ştiinţă 232(4747):193-202.

Neitz, M. și J. Neitz (1998) Genetica moleculară și baza biologică a vederii culorilor. În: Viziunea culorilor: perspective din diferite discipline, eds. W. Backhaus, R. Kliegl și J. S. Werner. Walter de Gruyter.

Nida-Rümelin, M. (1996) Vedere pseudonormală. Un caz real de inversare de qualia? Studii filozofice 82:145&ndash57.

Palmer, S. E. (1999a) Culoarea, conștiința și constrângerea izomorfismului. Științe comportamentale și ale creierului 22(6):923-43.

(1999b) Știința vederii: fotonii către fenomenologie. MIT Press.

Peacocke, C. (1983) Simț și conținut. Clarendon Press.

(1992) Un studiu de concepte. MIT Press.

Piantanida, T. P. (1974) Un model de înlocuire a culorii recesive X-linked

defecte de vedere. Analele Geneticii Umane Londra 37:393-404.

Pitcher, G. (1971) O teorie a percepției. Princeton University Press.

Price, H. H. (1950) Percepţie. Methuen.

Pryor, J. (2001) Repere ale epistemologiei recente. British Journal for the Philosophy of Science 52:95-124.

Rey, G. (1997) Filosofia minții contemporane: o abordare clasică controversată. Blackwell.

Ross, P. W. (1999) Știința culorii și inversarea spectrului: un răspuns la Nida-Rümelin. Conștiință și cunoaștere 8:566&ndash70.

Russell, B. (1912) Problemele filozofiei. Presa Universitatii Oxford.

Saunders, B. A. și J. van Brakel (1997) Are there nontrivial constraints on color categorization? Științe comportamentale și ale creierului 20(2):167-79.

Schiller, P. H. (1996) Despre specificitatea neuronilor și a zonelor vizuale. Cercetarea comportamentală a creierului 76:21-35.

Schnapf, J. L. și D. M. Schneeweis (1999) Electrophysiology of cone photoreceptors in the primate retina. În: Viziunea culorilor: de la gene la percepție, eds. K. R. Gegenfurtner și L. T. Sharpe. Cambridge University Press.

Sekuler, R. și R. Blake (1985) Percepţie. A.A. Knopf.

Sellars, W. (1956) Empirism and the philosophy of mind. În: Minnesota studiază filosofia științei, eds. H. Feigl şi M. Scriven. Vol. 1. University of Minnesota Press.

Shoemaker, S. (1982) Spectrul inversat. Jurnalul de Filosofie 79:357-81.

Sivik, L. (1997) Sisteme de culoare pentru cercetarea cognitivă. În: Categoriile de culoare în gândire și limbaj, eds. C. L. Hardin şi L. Maffi. Cambridge University Press.

Smart, J. J. C. (1959) Senzații și procese cerebrale. Revista filozofică 68:141-56.

(1975) Despre unele critici ale unei teorii fiziciste a culorilor. În: Aspecte filozofice ale problemei minte-corp, ed. C.-y. Cheng:54-63. University Press din Hawaii.

Smith, A. D. (1990) De calități primare și secundare. Revista filozofică 99:221-54.

Stampe, D. (1977) Către o teorie cauzală a reprezentării lingvistice. În: Studii de filosofie Midwest, eds. P. A. French, T. E. Uehling și H. K. Wettstein. Vol. 2. University of Minnesota Press.

Sternheim, C. E. și R. M. Boynton (1966) Unicitatea nuanțelor percepute investigată cu o tehnică de judecată continuă. Jurnal de psihologie experimentală 72(5):770-76.

Stiles, W. S. (1937) Eficiența luminoasă a razelor monocromatice care intră în pupila ochiului în diferite puncte și un nou efect de culoare. Proceedings of the Royal Society B123:90-118.

Stroud, B. (2000) Căutarea realității: subiectivismul și metafizica culorii. Presa Universitatii Oxford.

Thompson, E. (1995a) Viziunea culorilor. Routledge.

(1995b) Viziunea culorii, evoluția și conținutul perceptiv. Sinteza 104:1-32.

Thompson, E., A. Palacios & F.J. Varela (1992) Ways of coloring: Comparative color vision as a case study for cognitive science. Științe comportamentale și ale creierului 15:1-74.

Tye, M. (1995) Zece probleme ale conștiinței: O teorie reprezentațională a minții fenomenale. MIT Press.

(2000) Conștiință, culoare și conținut. MIT Press.

Van Tuijl, H. F. și C. M. de Weert (1979) Condiții senzoriale pentru apariția iluziei de răspândire a neonului. Percepţie 8(2):211-15.

Varela, F. J., E. Thompson & E. Rosch (1991) Mintea întruchipată: știință cognitivă și experiență umană. MIT Press.

Werner, A., R. Menzel & C. Wehrhahn (1988) Color constancy in the honeybee. Jurnalul de neuroștiință 8:156-59.

Werner, J. S. și B. R. Wooten (1979) Mecanisme cromatice adversare: Relație cu fotopigmentele și denumirea nuanței. Journal of the Optical Society of America 69:422-34.

Whitmyer, V. G. (1999) Culoare ecologică. Psihologie filozofică 12(2):197-214.

Winderickx, J., D. T. Lindsey, E. Sanocki, D.Y. Teller, A.G. Motulsky și S.S. Deeb (1992) Polimorfismul în fotopigmentul roșu stă la baza variației în potrivirea culorilor. Natură 356(6368):431-33.

Wyszecki, G. și W. S. Stiles (1982) Știința culorii: concepte și metode, date cantitative și formule. Wiley.

Yablo, S. (1995) Singling out properties. În: Perspective filozofice, ed. J. Tomberlin. Vol. 9. Ridgeview.

Yang, J. N. și L. T. Maloney (2001) Indiciile iluminatoare în percepția culorii de suprafață: testele a trei indicii candidate. Cercetarea vederii 41(20):2581-600.

Yokoyama, S. (1999) Bazele moleculare ale vederii culorilor la vertebrate. Genele și sistemele genetice 74(5):189-99.

Zeki, S. (1983) Codarea culorilor în cortexul cerebral: reacția celulelor din cortexul vizual al maimuței la lungimi de undă și culori. Neurostiinta 9:741-65.

(1990) Viziunea culorii și specializarea funcțională în cortexul vizual. Discuții în neuroștiință 6:8-64.


Ce zici de acea experiență

După cum sa menționat deja, elementele de bază sunt că culoarea pe care o veți vedea va fi relația cu experiența anterioară - dacă reacția conurilor la combinația de lungimi de undă multiple este similară cu o reacție de culoare cunoscută cu o singură lungime de undă, veți vedea acea culoare. Daca nu vei vedea ceva altfel (dar din nou într-un mod repetitiv(2) - dar citiți mai departe).

Puteți găsi mai multe iluzii optice legate de culori sau nuanțe de gri. Unul dintre exemplele celebre recente văzute pe internet a fost o rochie pe o fotografie pe care unii au interpretat-o ​​drept albastru și negru în lumină puternică, în timp ce alții alb și galben într-o umbră. Dacă intri într-o lumină foarte slabă în pădure, vei vedea frunzele slab verzi, chiar dacă conurile tale nu primesc suficientă lumină pentru a funcționa și tot ce vezi este de fapt puțină lumină (deci ceva gri). Totuși mintea ta stie că frunzele ar trebui să fie verzi, deci cam așa vopsele ele pentru tine. Dacă revii mai târziu în plină lumină, s-ar putea să vezi că unele dintre acestea verde frunzele sunt roșu sau galben. Dar mintea noastră a făcut tot posibilul să umple golul și a folosit experiența pentru a adăuga o culoare. Este și mai încurcat cu lucrurile atunci când lumina nu este albă - mintea încă folosește experiența și se adaptează la lumină (la un anumit nivel) - așa că verdele va arăta în continuare verde în lumina roșie a unui apus de soare.


Contextul teoriei tricromatice

Culoarea este o parte omniprezentă a experienței noastre vizuale. Ne poate influența starea de spirit, poate afecta modul în care interpretăm lucrurile despre lume și chiar poate avea semnificație simbolică. Dar ce explică exact experiența noastră cu privire la culoare? Au apărut o serie de teorii pentru a explica acest fenomen, iar una dintre cele mai vechi și mai cunoscute a fost teoria tricromatică.

Cercetătorii renumiți Thomas Young și Hermann von Helmholtz au contribuit la teoria tricromatică a vederii culorilor. Teoria a început când Thomas Young a propus că vederea culorilor rezultă din acțiunile a trei receptori diferiți. Încă din 1802, Young a sugerat că ochiul conținea celule fotoreceptoare diferite care erau sensibile la diferite lungimi de undă de lumină în spectrul vizibil.

Mai târziu, la mijlocul anilor 1800, cercetătorul Hermann von Helmholtz a extins teoria originală a lui Young și a sugerat că receptorii conici ai ochiului au fost fie cu lungime de undă scurtă (albastru), cu lungime de undă medie (verde) fie cu lungime de undă lungă (roșu). . El a propus, de asemenea, că puterea semnalelor detectate de celulele receptorilor a determinat modul în care creierul a interpretat culoarea în mediu.

Helmholtz a descoperit că oamenii cu vedere normală a culorilor au nevoie de trei lungimi de undă de lumină pentru a crea culori diferite printr-o serie de experimente.

Teoria tânărului Helmholtz

  • Helmholtz a folosit experimente de potrivire a culorilor în care participanții modificau cantitățile de trei lungimi de undă diferite de lumină pentru a se potrivi cu o culoare de testare.
  • Participanții nu puteau potrivi culorile dacă foloseau doar două lungimi de undă, dar puteau potrivi orice culoare din spectru dacă foloseau trei.
  • Teoria a devenit cunoscută ca teoria Young-Helmholtz a vederii culorilor.

Metode

Algoritmi de culoare la tonuri de gri

În această secțiune descriem pe scurt treisprezece metode cu complexitate liniară în timp pentru conversia de la culoare la tonuri de gri, adică funcții care preiau o imagine color și o convertesc într-o reprezentare. Se presupune că toate valorile imaginii sunt între și . Fie , , și reprezintă canale liniare (adică, fără corectare gamma) roșu, verde și albastru. Ieșirea fiecărui algoritm în tonuri de gri este între 0 și 1. Deoarece unele metode au nume precum Luciu și Luminanță, notăm toți algoritmii în tonuri de gri prin scrierea cu majusculă a primei litere și italicing în text. Toate transformările sunt aplicate în funcție de componente, adică aplicate independent fiecărui pixel. Mai multe dintre metode folosesc funcția standard de corecție gamma [7].Notăm canalele gamma corectate ca , , și . Ieșirea algoritmilor în tonuri de gri pe mai multe imagini este prezentată în Fig. 1.

Cele patru imagini prezentate sunt: ​​(1) un panou de culori complet saturate (2) placa Ishihara 3, în care o persoană cu vedere normală va vedea numărul 29, în timp ce o persoană cu vedere deficitară roșu-verde poate vedea numărul 70 ( 3) un arbust verde încărcat cu fructe de pădure roșii și (4) o imagine a Oceanului Pacific. Toate imaginile sunt afișate cu corectare gamma, astfel încât detaliile să nu fie excesiv de întunecate, cu excepția Sclipire, Luma, și Lejeritate. Panoul de culori conține culori complet saturate, care Valoare, Intensitate, și Luciu convertite la aceeași nuanță de gri, totuși, oamenii nu percep aceste culori ca având o luminozitate echivalentă, care este o trăsătură capturată de Lejeritate și Luminanță. Sclipire, Intensitate, Luminanță, Lejeritate, și Decolora toate pierd cea mai mare parte din contrastul cromatic prezent în placa Ishihara, în timp ce Luciu, și Valoare păstrează-l. Același model de degradare a contrastului cromatic este prezent în imaginea fructului, fructul devenind mult mai dificil de distins de frunze pentru unele dintre metode.

Poate cel mai simplu algoritm de culoare la tonuri de gri este Intensitate [1]. Este media canalelor RGB: (1) Deși Intensitate este calculat folosind canale liniare, în practică corecția gamma este adesea lăsată intactă atunci când se utilizează seturi de date care conțin imagini corectate gamma. Numim această metodă Sclipire: (2) În ceea ce privește valorile pixelilor, Intensitate și Sclipire produc rezultate foarte diferite. Deoarece este o funcție concavă, inegalitatea lui Jensen [7] implică faptul că Sclipire nu va produce niciodată o reprezentare cu valori mai mari decât gama corectate Intensitate, și rezultă că Când gamma este corectată Intensitate și Sclipire ambele sunt aplicate imaginilor naturale, am constatat că Sclipire produce valori de pixeli cu aproximativ 20–25% mai mici în medie.

Spre deosebire de Intensitate și Sclipire, Luminanță [8] este conceput pentru a se potrivi cu percepția umană a luminozității utilizând o combinație ponderată a canalelor RGB: (3) Luminanță nu încearcă să se potrivească cu natura logaritmică a percepției luminozității umane, dar acest lucru se realizează într-o măsură cu corecția gamma ulterioară. Luminanță este algoritmul standard utilizat de software-ul de procesare a imaginilor (de exemplu, GIMP). Este implementat de funcția „rgb2gray” a MATLAB și este frecvent utilizat în viziunea computerizată (de exemplu, [9]). Luma este o formă similară corectată gama utilizată în televizoarele de înaltă definiție (HDTV) [1]: (4)

Lejeritate este o reprezentare în tonuri de gri uniformă din punct de vedere perceptiv utilizată în spațiile de culoare CIELAB și CIELUV [10]. Aceasta înseamnă o creștere în Lejeritate ar trebui să corespundă mai îndeaproape percepției umane, care se realizează printr-o transformare neliniară a spațiului de culoare RGB [10], (5) unde , și (6) Am normalizat Lejeritate pentru a varia de la 0 la 1, în loc de intervalul obișnuit de la 0 la 100 Lejeritate neliniaritatea implementează o formă de corecție gamma.

Valoare este canalul acromatic din spațiul de culoare Hue, Saturation and Value (HSV) și oferă informații absolute despre luminozitate. Se calculează luând maximul canalelor RGB [10]: (7) Deoarece corecția gamma este o funcție care crește monoton, rezultă că HSV este ocazional utilizat în recunoașterea imaginii (de exemplu, [9], [11], [12] ]), dar Valoare este la fel de sensibil la modificările luminozității unui canal de culoare ca și la modificările tuturor canalelor de culoare, așa că ne așteptăm să funcționeze slab atunci când sunt prezente variații semnificative de luminozitate.

Luciu este canalul L din spațiul de culoare HLS (Nuanță, Luminozitate și Saturație) [1]. I-am schimbat numele din lightness în Luciu deci nu se confundă cu cele ale CIELAB Lejeritate canal. Luciu este media valorilor RGB minime și maxime, adică (8) Este mai puțin sensibil la modificările luminozității decât Valoare deoarece orice culoare primară complet saturată va maximiza Valoare, dar toate cele trei canale trebuie să fie complet saturate pentru a maximiza Luciu. Atât HLS, cât și HSV au fost concepute pentru a fi manipulate mai ușor atunci când se proiectează grafica pe computer în comparație cu spațiul de culoare RGB prin decuplarea culorii și luminozității, mai degrabă decât încercarea de a imita percepția umană sau de a obține invarianța luminozității.

Decolora [2] este proiectat pentru a păstra și a îmbunătăți contrastul culorilor la conversia în tonuri de gri. Există câțiva algoritmi proiectați cu aceeași intenție, dar spre deosebire de alții Decolora are complexitate liniară în timp în numărul de pixeli. Cadik [13] a avut 119 subiecți care au evaluat subiectiv imaginile procesate folosind Decolora, iar subiecții i-au dat cel mai mare scor general în comparație cu alte șase metode. Calitativ, Decolora păstrează moderat de bine contrastul de culoare în imaginile naturale, totuși, nu face distincție între detaliile relevante și cele irelevante de clasificare. Algoritmul începe prin conversia în spațiul de culoare YPQ, unde canalul Y este aproape identic cu Luminanță, iar apoi exprimă imaginea în tonuri de gri ca o mapare liniară pe bucăți a acestor canale și saturația lor. Algoritmul este oarecum complex, așa că nu oferim detalii de implementare.

Evaluăm, de asemenea, formele gamma corectate ale Intensitate, Luminanță, Valoare, Luciu, și Decolora, care sunt notate Intensitate , Luminanță , Valoare , Luciu , și Decolora , respectiv. În toate cazurile este utilizată funcția standard de corecție gamma. Acest lucru nu este efectuat pentru Sclipire, Luma, și Lejeritate deoarece au încorporate forme de corecție gamma.

Descriptori de imagine

Experimentele noastre sunt efectuate folosind patru tipuri de descriptori: SIFT [14], SURF [15], Geometric Blur [16] și Local Binary Patterns (LBP) [17]. Obiectivul nostru nu este să stabilim care descriptor funcționează cel mai bine, ci să vedem dacă metoda de conversie de la culoare la tonuri de gri este consecventă între tipurile de descriptori. Fiecare dintre acești descriptori locali sunt extrași din mai multe locații spațiale din imagine, iar această informație spațială este utilizată de cadrul de recunoaștere a imaginii, așa cum este descris în secțiunea următoare. Înainte de extragerea descriptorilor, fiecare imagine este redimensionată pentru a-și face cea mai mică dimensiune 128, cu cealaltă dimensiune redimensionată în mod corespunzător pentru a păstra raportul de aspect al imaginii. Alegem setări standard pentru fiecare tip de descriptor.

SIFT este un descriptor de caracteristici popular care este robust la schimbările de iluminare [14]. Descriptorii SIFT sunt calculați din histogramele de orientare a gradientului ponderate cu magnitudinea gradientului calculată pe cartierele locale. Extragem dens descriptori cu 128 de dimensiuni utilizând compartimente spațiale de pixeli cu o densitate de eșantionare de 5 pixeli. Folosim implementarea SIFT densă furnizată în setul de instrumente VLFeat [18]. Aproximativ 500 de descriptori sunt produși pe imagine.

SURF [15] este un descriptor invariant de rotație inspirat de SIFT, dar folosește wavelets Haar în loc de gradientul imaginii pentru a identifica rapid punctele de interes și a genera caracteristici. Caracteristicile la un punct de interes sunt suma răspunsurilor wavelet Haar. Folosim implementarea OpenSURF [19], cu cinci octave, un prag hessian de , și o reprezentare „extinsă” de 128 dimensionale. SURF produce aproximativ 100 de descriptori pe imagine.

Descriptorii Geometric Blur (GB) [16] sunt extrași prin aplicarea unui estompare variabilă spațial canalelor de margine orientate, cu cantitatea de estompare crescând de la centrul fiecărui descriptor. La fel ca SIFT, descriptorii GB conțin informații de vecinătate. Folosim parametri standard, adică descriptorii sunt calculați la 300 de puncte eșantionate aleatoriu cu și . Algoritmul produce 300 de descriptori 204-dimensionali per imagine. Consultați [16] pentru detalii suplimentare.

Descriptorii LBP [17] au fost folosiți pentru recunoașterea texturii și a feței. Spre deosebire de ceilalți descriptori pe care îi folosim, aceștia nu operează în mod direct asupra gradientului unei imagini sau a caracteristicilor asemănătoare marginilor. În schimb, pixelii imaginii sunt utilizați pentru a crea o histogramă locală de „modele binare”, care sunt cuantificate într-un vector de caracteristici cu 58 de dimensiuni. Utilizăm implementarea VLFeat [18] a LBP cu o dimensiune a celulei de 12 pixeli și calculăm descriptori LBP la 3 scale de imagine ( , , și ), care sunt concatenate împreună pentru a forma o reprezentare de 174 dimensionale. Aproximativ 150 de descriptori sunt produși pe imagine. LBP este invariant local la schimbările crescânde monoton ale luminozității.

Cadrul de recunoaștere a imaginii

Cadrul Naive Bayes Nearest Neighbor (NBNN) [3] se bazează exclusiv pe capacitatea de discriminare a descriptorilor individuali, făcându-l o alegere excelentă pentru evaluarea algoritmilor de culoare la tonuri de gri. NBNN presupune că fiecare descriptor este independent statistic (adică ipoteza Naive Bayes). Având în vedere o nouă imagine cu descriptori, distanța până la cel mai apropiat vecin al fiecărui descriptor este calculată pentru fiecare categorie. Aceste distanțe se însumează pentru fiecare categorie și se alege cea cu cel mai mic total. Presupunând că toate imaginile de antrenament au descriptorii extrași și stocați, NBNN este rezumat astfel:

  1. Calculați descriptori pentru o imagine.
  2. Pentru fiecare , calculați cel mai apropiat vecin al fiecăruia din : .
  3. Clasifica: .

Ca și în [3], , unde este locația normalizată a descriptorului , este locația normalizată a descriptorului și modulează influența locației descriptorului. Folosim pentru Barnard et al. setul de date, descris mai jos, deoarece prezintă variații substanțiale de rotație. Folosim pentru celelalte seturi de date.

Folosind 15 instanțe de antrenament per categorie pentru Caltech 101 cu descriptori SIFT, Boiman și colab. [3] a raportat obținerea preciziei în timp ce noastre Intensitate rezultatele cu SIFT sunt . Boiman şi colab. nu au raportat ce metodă în tonuri de gri au folosit.


Abordarea Punnett Square pentru o cruce monohibridă

Un pătrat Punnett aplică regulile probabilității pentru a prezice rezultatele posibile ale unei încrucișări monohibride și frecvențele așteptate ale acestora.

Obiective de invatare

Descrieți abordarea pătratului Punnett a unei încrucișări monohibride

Recomandări cheie

Puncte cheie

  • Fertilizarea între doi părinți de reproducere adevărată care diferă doar într-o singură caracteristică se numește încrucișare monohibridă.
  • Pentru o încrucișare monohibridă a doi părinți de reproducere adevărată, fiecare părinte contribuie cu un tip de alele, rezultând toți descendenții cu același genotip.
  • Un test încrucișat este o modalitate de a determina dacă un organism care a exprimat o trăsătură dominantă a fost un heterozigot sau un homozigot.

Termeni cheie

  • monohibrid: un hibrid între două specii care au doar o diferență de o genă
  • homozigot: al unui organism în care ambele copii ale unei gene date au aceeași alele
  • heterozigot: al unui organism care are două alele diferite ale unei anumite gene
  • pătratul Punnett: o reprezentare grafică utilizată pentru a determina probabilitatea ca un descendent să exprime un anumit genotip

Punnett Square Abordare la o cruce monohibridă

Când fertilizarea are loc între doi părinți de reproducere adevărată care diferă doar într-o singură caracteristică, procesul se numește încrucișare monohibridă, iar descendenții rezultați sunt monohibrizi. Mendel a efectuat șapte încrucișări monohibride care implică trăsături contrastante pentru fiecare caracteristică. Pe baza rezultatelor sale în F1 și F2 generații, Mendel a postulat că fiecare părinte din încrucișarea monohibridă a contribuit cu unul dintre cei doi factori unitari perechi la fiecare descendent și că fiecare combinație posibilă de factori unitari a fost la fel de probabilă.

Pentru a demonstra o încrucișare monohibridă, luați în considerare cazul plantelor de mazăre cu reproducere adevărată cu semințe de mazăre galbenă versus verde. Culoarea dominantă a semințelor este galbenă, prin urmare, genotipurile parentale au fost YY (homozigot dominant) pentru plantele cu semințe galbene și respectiv yy (homozigot recesiv) pentru plantele cu semințe verzi. Un pătrat Punnett, conceput de geneticianul britanic Reginald Punnett, poate fi desenat care aplică regulile probabilității pentru a prezice posibilele rezultate ale unei încrucișări genetice sau al împerecherii și frecvențele așteptate ale acestora. Pentru a pregăti un pătrat Punnett, toate combinațiile posibile ale alelelor parentale sunt enumerate în partea de sus (pentru un părinte) și lateral (pentru celălalt părinte) a unei grile, reprezentând segregarea lor meiotică în gameți haploizi. Apoi combinațiile de ovul și spermatozoizii sunt făcute în casetele din tabel pentru a arăta care alele se combină. Fiecare casetă reprezintă apoi genotipul diploid al unui zigot, sau ovul fertilizat, care ar putea rezulta din această împerechere. Deoarece fiecare posibilitate este la fel de probabilă, rapoartele genotipice pot fi determinate dintr-un pătrat Punnett. Dacă modelul de moștenire (dominant sau recesiv) este cunoscut, se pot deduce și rapoartele fenotipice. Pentru o încrucișare monohibridă a doi părinți de reproducție adevărată, fiecare părinte contribuie cu un tip de alele. În acest caz, este posibil un singur genotip. Toți descendenții sunt Yy și au semințe galbene.

Analiza pătratului Punnett a unei încrucișări monohibride: În generația P, plantele de mazăre care se reproduc cu adevărat pentru fenotipul galben dominant sunt încrucișate cu plante cu fenotipul verde recesiv. Această încrucișare produce heterozigoți F1 cu un fenotip galben. Analiza pătratului Punnett poate fi utilizată pentru a prezice genotipurile generației F2.

O auto-încrucișare a unuia dintre descendenții heterozigoți Yy poate fi reprezentată într-un pătrat Punnett 2 × 2, deoarece fiecare părinte poate dona una dintre cele două alele diferite. Prin urmare, descendenții pot avea una dintre cele patru combinații de alele: YY, Yy, yY sau yy. Observați că există două moduri de a obține genotipul Yy: un Y de la ovul și un y de la spermatozoizi, sau un y de la ovul și un Y de la spermatozoizi. Aceste două posibilități trebuie luate în considerare. Amintiți-vă că caracteristicile plantei de mazăre ale lui Mendel s-au comportat în același mod în încrucișările reciproce. Prin urmare, cele două combinații heterozigote posibile produc descendenți identici din punct de vedere genotipic și fenotipic, în ciuda alelelor lor dominante și recesive care derivă din părinți diferiți. Sunt grupate împreună. Deoarece fertilizarea este un eveniment aleatoriu, ne așteptăm ca fiecare combinație să fie la fel de probabilă și ca descendenții să prezinte un raport de genotipuri YY:Yy:yy de 1:2:1. În plus, deoarece descendenții YY și Yy au semințe galbene și sunt identici din punct de vedere fenotipic, aplicând regula sumei probabilității, ne așteptăm ca descendenții să prezinte un raport fenotipic de 3 galben: 1 verde. Într-adevăr, lucrând cu dimensiuni mari ale eșantionului, Mendel a observat aproximativ acest raport în fiecare F2 generație rezultată din încrucișări pentru trăsături individuale.

Dincolo de a prezice descendenții unei încrucișări între părinți homozigoți sau heterozigoți cunoscuți, Mendel a dezvoltat și o modalitate de a determina dacă un organism care a exprimat o trăsătură dominantă a fost un heterozigot sau un homozigot. Numită încrucișare de testare, această tehnică este încă folosită de crescătorii de plante și animale. Într-o încrucișare de testare, organismul care exprimă dominantă este încrucișat cu un organism homozigot recesiv pentru aceeași caracteristică. Dacă organismul care exprimă dominantă este un homozigot, atunci toate F1 descendenții vor fi heterozigoți care exprimă trăsătura dominantă. Alternativ, dacă organismul dominant care exprimă este un heterozigot, F1 descendenții vor prezenta un raport 1:1 de heterozigoți și homozigoți recesivi. Încrucișarea testului validează și mai mult postulatul lui Mendel că perechile de factori unitari se segregă în mod egal.

Exemplu de cruce de testare: Se poate efectua un test încrucișat pentru a determina dacă un organism care exprimă o trăsătură dominantă este un homozigot sau un heterozigot.


Priveste filmarea: CONȘTIENTUL ȘI PERSONALITATEA. DE LA INEVITABIL MORT LA VEȘNIC VIU (Ianuarie 2022).