Màu sắc là thuộc tính của vật chất hay được tạo ra trong não?

Màu sắc vừa thực vừa hư cấu. Ánh sáng bao gồm các bước sóng ánh sáng khác nhau. Mắt chúng ta có thể cảm nhận được những bước sóng khác nhau này và chúng tương ứng với một “màu sắc”. Do đó, bước sóng 400 nanomet xuất hiện màu tím, trong khi 700 nanomet xuất hiện màu đỏ. Tuy nhiên, bước sóng 100 nanomet, rơi vào phạm vi tia cực tím, là vô hình đối với chúng ta - mặc dù loài ong có thể nhìn thấy nó!

Nếu được nhắc tưởng tượng một quả chuối, hầu hết chúng ta đều có thể hình dung ra một quả màu vàng với hình dạng thon dài đặc trưng. Ý tưởng về một quả chuối trong suốt, màu cam hoặc màu tím dường như sẽ không bao giờ xuất hiện trong đầu của đại đa số mọi người. Màu sắc góp phần đáng kể vào cách chúng ta nhận thức và tưởng tượng mọi thứ, làm phong phú thêm trải nghiệm thị giác của chúng ta và truyền đạt ý nghĩa cho thế giới xung quanh chúng ta, nhưng chính xác thì màu sắc là gì?

Hãy nghĩ về màu "màu vàng" trên quả chuối mà bạn đã hình dung. Màu vàng này có phải là phẩm chất nội tại của quả chuối, nằm bên trong vỏ như một thuộc tính cơ bản và cố hữu của quả chuối? Hay nó là một cấu trúc nhận thức được hình thành bởi hoạt động phức tạp của bộ não chúng ta? Những câu hỏi này là trọng tâm của cuộc tranh luận về màu sắc thực sự là gì, liệu đó là khía cạnh vật lý hay hóa học của sự vật hay đó là thứ mà não tạo ra.

Các bước sóng phát ra sau đó truyền tới mắt chúng ta, giúp chúng ta cảm nhận được màu sắc.

Màu sắc là gì và chúng ta nhìn thấy nó như thế nào?

Màu sắc được định nghĩa là một thuộc tính vật lý nội tại của vật chất. Khi ánh sáng chiếu vào bề mặt của một vật thể, vật đó sẽ hấp thụ các bước sóng nhất định và phản xạ các bước sóng khác. Các bước sóng phát ra sau đó truyền tới mắt chúng ta, giúp chúng ta cảm nhận được màu sắc.

Con người chỉ có thể nhìn được các bước sóng trong khoảng 400-700 nanomet, cái mà chúng ta gọi là quang phổ thị giác hay quang phổ khả kiến. Đây là một phần nhỏ của phổ điện từ rộng lớn, bao gồm sóng vô tuyến, sóng vi ba, bức xạ hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy, tia cực tím, tia X và tia gamma. Bước sóng 700 nanomet xuất hiện màu đỏ, trong khi một trong 400 nanomet xuất hiện màu tím, nhưng bước sóng 100 nanomet là vô hình đối với chúng ta.

Bước sóng phản xạ từ bề mặt của một vật thể quyết định màu sắc của vật thể đó.

Về mặt sinh lý, võng mạc nằm ở phía sau mắt, nhận biết ánh sáng. Nó chứa các tế bào cảm quang được gọi là tế bào que, phản ứng với ánh sáng yếu hoặc mờ và tế bào hình nón, phản ứng với điều kiện sáng hơn. Những tế bào này phản ứng với các bước sóng ánh sáng khác nhau, gửi tín hiệu đến não thông qua dây thần kinh thị giác. Tín hiệu đầu tiên được chuyển tiếp đến vùng đồi thị và sau đó đến vỏ não thị giác, nơi thông tin màu sắc được hợp nhất với các dữ liệu hình ảnh khác, như hình dạng và chuyển động, đạt đến đỉnh điểm là một hình ảnh toàn diện.

Thoạt nhìn, lời giải thích khoa học này xác nhận khẳng định rằng màu sắc là một thuộc tính của vật chất chứ không phải là sản phẩm của trí tưởng tượng của não.

Nhưng điều này có thực sự đúng?

Nếu màu sắc là một đặc tính cố hữu của vật chất, thì tại sao chúng ta lại có những bất đồng quan điểm về màu sắc của đồ vật? Như câu nói nổi tiếng, "My red is not your red - Màu đỏ của tôi không phải là màu đỏ của bạn".

Cùng một đối tượng nhưng lại khiến người ta thấy màu sắc khác nhau

Vào năm 2015, một bài đăng trên mạng xã hội về chiếc váy mặc trong đám cưới đã gây ra những cuộc tranh luận gay gắt về màu sắc của nó. Trong khi một số người kiên quyết cho rằng , tình cờ lại là màu thực của chiếc váy, thì những người khác lại khẳng định nó có màu vàng và trắng.

Đây cũng là một câu hỏi gây tò mò đối với các nhà khoa học, những người thắc mắc tại sao bộ não của những người khác nhau lại đánh lừa họ về màu sắc của chiếc váy một cách khác nhau.

Chiếc váy gây sốt vì không ai đồng ý về màu sắc của nó.

Các nhà khoa học chuyên về thị giác đề xuất rằng sự khác biệt trong cảm nhận màu sắc bắt nguồn từ sự khác biệt trong việc giải thích các điều kiện ánh sáng xung quanh chiếc váy. Nhận thức màu sắc dễ bị thay đổi bởi ánh sáng môi trường.

Thông thường, não sẽ điều chỉnh những thay đổi này để đảm bảo nhận thức màu sắc nhất quán, một hiện tượng được gọi là tính không đổi của màu sắc.

Tuy nhiên, khả năng điều chỉnh của não có thể bị suy yếu. Và đó chính là điều đã tạo ra ảo ảnh quang học. 

Vai trò của bộ não và sự chiếu sáng

David Williams, giáo sư Quang học Y tế Allyn và giám đốc Trung tâm Khoa học Thị giác đã cung cấp một số hiểu biết sâu sắc để giải thích những gì có thể xảy ra trong trường hợp của chiếc váy. Ông gợi ý rằng vì bức ảnh chiếc váy thiếu thông tin đầy đủ về điều kiện chiếu sáng nên một số người xem có thể cho rằng nó được chiếu sáng rực rỡ, trong khi những người khác có thể thấy nó kém sáng hơn.

Khi được hỏi về sự khác biệt trong giả định về sự chiếu sáng của ánh sáng giữa những người khác nhau, Williams suy đoán rằng đó có thể là do sự khác biệt trong cách hoạt động của bộ não của những người khác nhau.

Các loài khác nhau có số lượng và sự phân bố cơ quan cảm quang khác nhau.

Cách động vật nhìn thấy màu sắc

Các loài khác nhau có số lượng và sự phân bố cơ quan cảm quang khác nhau, điều này bị ảnh hưởng bởi môi trường sống của chúng. Ví dụ, cá sống ở vùng nước nông, nhiều nắng thường có nhiều tế bào hình nón hơn cá ở vùng nước sâu hơn.

Những khác biệt về số lượng tế bào cảm quang, sự phân bố và độ nhạy có thể dẫn đến cảm nhận màu sắc đa dạng. Ví dụ, chó chỉ có hai loại tế bào hình nón nên có thị giác lưỡng sắc, không giống như con người ba sắc. Điều này làm cho chúng ít nhạy cảm hơn với màu đỏ và xanh lá cây. Do đó, một vật thể màu đỏ có thể có màu nâu hoặc xám đối với chó.

Một số động vật có thể phát hiện các bước sóng nằm ngoài quang phổ khả kiến của chúng ta. Ong có thể nhìn thấy tia UV, cùng với màu xanh lam và xanh lục. Đối với loài ong, bông hoa không chỉ có màu hồng xinh xắn hay màu vàng rực rỡ.