Теория Янга – Гельмгольца
Теория Янга-Гельмгольца (основанная на работах Томаса Юнга и Германа фон Гельмгольца в 19 веке), также известная как трихроматическая теория , представляет собой теорию трихроматического цветового зрения – способа, которым зрительная система порождает феноменологические явления. опыт цвета. В 1802 году Янг постулировал существование трех типов фоторецепторов (теперь известных как колбочки ) в глазу с разной, но перекрывающейся реакцией на разные длины волн видимого света. [1]
Герман фон Гельмгольц развил теорию дальше в 1850 году: [2] что три типа колбочек-фоторецепторов можно классифицировать как предпочитающие короткие ( фиолетовые ), предпочитающие средние ( зеленые ) и предпочитающие длинные ( красные ) в соответствии с их реакцией на длины волн света, попадающие на сетчатку . Относительная сила сигналов, обнаруживаемых тремя типами колбочек, интерпретируется мозгом как видимый цвет.
Например, в желтом свете используются разные пропорции красного и зеленого, но мало синего, поэтому любой оттенок зависит от сочетания всех трех колбочек, например, сильная чувствительность к красному, средняя чувствительность к зеленому и низкая чувствительность к синему. Причем интенсивность цветов можно менять, не меняя их оттенков, поскольку интенсивность зависит от частоты разрядов в мозг, так как сине-зеленый цвет может стать ярче, но сохранить тот же оттенок. Система не идеальна, поскольку она не отличает желтый цвет от красно-зеленой смеси, но может точно обнаруживать едва заметные изменения окружающей среды. В 1857 году Джеймс Клерк Максвелл использовал недавно разработанную линейную алгебру, чтобы предложить математическое доказательство теории Янга – Гельмгольца. [3]
Существование клеток, чувствительных к трем различным диапазонам длин волн (наиболее чувствительным к желтовато-зеленому, циановато-зеленому и синему, а не к красному, зеленому и синему), впервые было показано в 1956 году Гуннаром Светичиным . [4] В 1983 году это было подтверждено на сетчатке человека в эксперименте Герберта Дартнола, Джеймса Боумейкера и Джона Моллона , которые получили микроспектрофотопические показания отдельных клеток глазного конуса. [5] Более ранние доказательства этой теории были получены путем изучения света, отраженного от сетчатки живых людей, и поглощения света клетками сетчатки, удаленными из трупов. [6]
Хотя Янга часто называют прародителем теории трихроматического цвета, теория цветового зрения Джорджа Палмера во многом аналогична теории Янга, но предшествует ей на четверть века. В своей «Теории цвета и зрения» (1777 г.) [7] а позже в своей «Теории света» (1786 г.) [8] Палмер утверждает, что сетчатка имеет 3 класса частиц, избирательно поглощающих красные, желтые и синие лучи. Неравномерное движение этих частиц вызывает цвет, а равное движение — белый цвет. Однако Палмер также утверждал, что сам свет состоит только из трёх различных лучей: красного, желтого и синего, что отличается от современного понимания (и понимания Янга), что свет представляет собой непрерывный видимый спектр .
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Янг, Томас (31 декабря 1802 г.). «Бекерианская лекция. К теории света и цвета» . Философские труды Лондонского королевского общества . 92 : 12–48. дои : 10.1098/rstl.1802.0004 . eISSN 2053-9223 . ISSN 0261-0523 . S2CID 111329955 . Проверено 13 июня 2022 г.
- ^ Стэнли Фингер (2001). Истоки нейронауки: история исследований функций мозга . п. 100. ИСБН 9780195146943 .
- ^ Максвелл, Джеймс Клерк (1857). «XVIII. — Эксперименты по цвету, воспринимаемому глазом, с замечаниями по дальтонизму» . Труды Королевского общества Эдинбурга . 21 (2). Королевское общество Эдинбурга: 275–298. дои : 10.1017/S0080456800032117 . S2CID 123930770 . Архивировано из оригинала 22 декабря 2015 года.
- ^ Светечин, Г. (1956). Кривые спектрального отклика одиночных колбочек, Actaphyol. сканировать. 39, Доп. 134, 17–46.
- ^ Айзенк, М.В.; Кин, Монтана (2005). Когнитивная психология: Справочник для студентов (Пятое изд.). Восточный Суссекс: Psychology Press.
- ^ «Глаз человека – анатомия» . Британника онлайн .
Прямое доказательство того, что глаз действительно содержит три типа колбочек, было получено, но лишь относительно недавно. Это было сделано путем изучения света, выходящего из глаза после отражения от сетчатки; в адаптированном к темноте глазе в возникающем свете было недостаточно синего света, поскольку он преимущественно поглощался родопсином . В адаптированном к свету глазу, когда только пигменты колбочек поглощают свет, можно показать, что возникающий свет лишен красного и зеленого света из-за поглощения пигментами, называемыми эритролабами и хлорлабами. Опять же, свет, проходящий через отдельные колбочки вырезанной сетчатки человека, можно исследовать с помощью микроскопа, и такое исследование показало, что колбочки были трех разных типов в зависимости от их предпочтения к красному, зеленому и синему свету.
- ^ Палмер, Джордж. 1777. Теория цветов и зрения , Лондон: Ликрофт.
- ^ Палмер, Г. 1786. Теория света , Париж: Хардуэн и Гатти.