问题

我们观测同一物体时会有一致的颜色感受吗?

回答
当我们一同凝视一件物品时,我们真的能“看见”一样的颜色吗?这是一个看似简单,实则蕴含着复杂科学和哲学意味的问题。答案并非简单的“是”或“否”,而是充满了细微的差别和重要的前提。

首先,要回答这个问题,我们得从“颜色”的本质说起。颜色并非物体本身固有的属性,而是光线与我们视觉系统相互作用的产物。当光线照射到物体上,物体会吸收一部分光,反射另一部分。我们看到的颜色,就是物体反射出的那些光波。而这些光波的频率不同,对应着我们大脑感知到的不同颜色。

那么,我们观测同一物体时会有一致的颜色感受吗?从物理层面讲,如果光照条件相同,且物体本身没有发生变化,那么照射到物体上的光线成分理论上是一致的。然而,要将这种物理的“一致”转化为主观的“感受一致”,就进入了我们个体差异的世界。

影响我们颜色感受的因素多种多样,而且每个人的情况都可能不同。

眼睛的结构和功能差异: 我们每个人的眼睛里都有感光细胞,主要是视锥细胞,它们负责感知颜色。视锥细胞主要有三种类型,分别对红、绿、蓝三种光波长最敏感。我们感知到的各种颜色,是大脑通过这三种视锥细胞接收到的信号组合起来的。然而,即使是健康的眼睛,视锥细胞的数量、分布密度、对不同波长光的敏感度也可能存在细微的差异。这就好比同样一把琴,不同人弹奏出来,细微的音色也会有所不同。
色彩视觉的“正常”与异常: 虽然我们常说“正常”的颜色视觉,但事实上,人类的色彩视觉光谱是连续的,存在一个范围。绝大多数人属于“正常”三色视觉,但即使是正常人群内部,也存在细微的感知差异。更显著的是,色盲(更准确地说是色觉缺陷)的群体,他们对某些颜色的辨识能力会受到影响,比如红色盲、绿色盲是最常见的类型,他们看到的红色和绿色会与大多数人不同。
大脑的“加工”过程: 眼睛接收到的光信号只是原始数据,最终的颜色感受是由我们的大脑进行解释和加工的。大脑会受到很多因素的影响,包括:
先前的经验和记忆: 我们过去看到的颜色,会对我们现在对颜色的判断产生影响。比如,我们知道香蕉是黄色的,所以即使在光照不佳的情况下,我们的大脑也会倾向于将它“纠正”成我们记忆中的黄色。
周围环境的影响(色彩恒常性): 大脑会根据周围的颜色来调整对某个物体颜色的感知,以保持对物体颜色的相对稳定。例如,在蓝色光源下看白色纸张,它看起来可能是偏蓝的,但我们的大脑会“知道”这是白色纸,并试图抵消光源的影响,让我们仍然感知到“白色”。这种恒常性在不同人之间可能存在差异。
文化和语言的影响: 虽然科学研究表明,人类对颜色基本色的感知是相似的,但语言的描述和分类确实会影响我们对颜色的认知和交流。某些文化可能对某些颜色有更精细的划分,这会潜移默化地影响我们对这些颜色的体验。
情绪和生理状态: 疲劳、情绪波动、甚至某些药物都可能暂时影响我们的视觉感知,包括对颜色的判断。
光照条件的变化: 即便是同一件物品,在不同光线下观察,颜色也会有显著不同。日光、白炽灯、荧光灯等光源的光谱组成不同,会投射出不同的光线到物体上,自然导致反射出的光线成分差异,进而影响我们对颜色的感知。即便是在同一光源下,光线的强弱和角度变化也会产生影响。

那么,在什么情况下我们才更有可能产生“一致”的颜色感受呢?

1. 在标准光源下进行比较: 在实验室或专业的色彩评估环境中,会使用标准化的光源(如D65日光灯),在这种标准条件下,颜色感知的一致性会大大提高。
2. 观察者本身在色觉上非常接近: 如果观察者都没有色觉缺陷,并且他们的眼睛和大脑对颜色的处理方式非常相似,那么在相同的条件下,他们对颜色的感受也会更接近。
3. 颜色差异非常显著时: 当一个物体是鲜红而另一个是鲜绿时,我们都能轻易区分,这方面的共识度很高。
4. 对颜色的描述和命名达成一致: 即便感受可能存在细微差异,但如果大家都能用同样的词语来描述(例如,“这是红色”),那么在交流和理解层面就达到了一致。

总结来说:

我们观测同一物体时,在物理层面,物体反射的光线成分理论上是相同的。然而,在主观感受层面,由于我们每个人眼睛和大脑的生理结构、处理方式以及所处的环境和心理状态的差异,我们对颜色的感受并非绝对一致。

我们可以说,在绝大多数情况下,如果我们没有严重的色觉缺陷,并且在相似的光照条件下观察,我们对同一物体的颜色感知会“足够相似”,以至于我们可以就颜色进行有效沟通和达成共识。例如,我们都能辨认出红色的苹果和绿色的叶子。

但是,如果要追求“完全一致”的颜色感受,那几乎是不可能的。就像没有两个人对音乐的感受会完全相同一样,对颜色的感知也存在着个体独特性。我们的视觉世界是一个充满细微差异的奇妙宇宙,而颜色正是其中最迷人的一抹色彩。

网友意见

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一句话的答案:

人和人之间没有一致的颜色感受


虽然整个人群还是满足接近正态的统计分布,但是个体差异是广泛存在的。不但个体和个体有差异,不同人群甚至不同性别都会有差异。


---2017.7.25 更新---

很多人谈了一些形而上的内容,作为哲学思考的补充当然是好的。但是如果认为这是一个心灵哲学问题,那么就是不看题!不看题!不看题!

题主虽然用了“感受”这样一个词,但很明确地定义了是“我们在脑海中成的像”,题主想知道这是不是一致的。像也是一种物质实体,成像的过程也只是物质过程,实际上是对物质实体通过“视觉系统”产生的映射(mapping),和意识无关的——没有意识的物质实体(小孔、照相机、AI)也可以实现成像这不是“你看到黄杯子是什么心理感受”的quale,或是“我们是否拥有相同的黄杯子的概念”的concept,或是所有的黄色物体是否在不同人心中有“黄”的共相……

@Mon1st 提醒,视觉系统除了做映射之外,也接受来自其他系统的反馈。一个良定义的“脑海中成像”,和人的最终的一个处理过的有脑补内容的图像并不一定一致,比如有极端的失明却没发觉的案例。不过我个人认为这也相应地超出了对物体观测的范畴,适当的实验设计也可以规避这个问题,就先不讨论了。

在各种能够自圆其说的哲学体系下,认知不同的物质实体,都是可行的——即使是唯我论。归根结底还是个实证问题。


---正文---

早在建国之初,生理学家就意识到了这个问题并发表了文章:“颜色视觉的个体差异和测量”

这篇文章的发表时间,甚至远早于人眼红绿蓝三色分子受体的发现(1989)。


对于相同的物体,大家会形成不同的颜色感受,却可能给出相同的颜色概念。


要简单地阐释这个问题,我们其实并不需要太多超出高中生的知识,更不需要“客观颜色”一些莫名奇妙的词汇。

我下面画了个最简单的抽象示意图,来说明我们怎么产生颜色感知和如何把它转换成关于颜色的语言概念:

此时我们有一个在可见光波段为蓝色的光源,被视网膜上的视锥细胞感受后,蓝光受体被最大程度的激活,而红绿受体也有不同程度的弱激发。

来自视网膜的信号经过一系列神经网络的计算,映射到若干输出中的一种。(具体的计算方式,可以参考Opponent-process theory,并不重要)

这个极端的案例中,一休的脑子搭错线了,产生了一个奇怪的输出——对于绝大多数人而言,当光源接近红色的时候才会有这种输出。我们不妨把其称为“红色”的颜色感受。(以上属于成像的过程)

但是从“红色”的颜色感受,到颜色的“概念”,中间还有一个映射步骤——而这个映射模式很大程度上完全靠后天学习获得的。于是一休还是可以把“红色”的感受,纠偏回到“蓝色”的概念,当在和别人交谈时,不会暴露自己特别的颜色感受。(这个过程才是有关你的经验和感受的部分)


事实上,由于中间的每一个步骤,颜色的分子受体,视锥细胞的数量、排布方式和活性,神经网络的计算方式,都存在个体差异。甚至对于同一个人,不同年龄也会有差别。因此,虽然在现实世界不会人类之间的个体差异不会有上面画的那么夸张,但是大家有完全一致的颜色感受的可能性微乎其微。


后天的训练,也的确可以让我们粗略相对一致的“物体-概念”的映射,所以你的脑洞是对的。(同样的也会造成对颜色认知的文化差异)

不但对人如此,在Deep learning盛行的今天,你同样也可以训练出两个AI,给出大致相同的颜色判定,但却有完全不同的中间过程。


但是还没完!这种情况下我们就不能区分个体差异了吗?非也。

其实你在日常生活中就能观察到很多事例。

考虑我们能够分辨的颜色远远不止红橙黄绿蓝靛紫7种,而是多得多得多,因此充分的后天训练实现完全一致的“物体-概念”是不可能的。下面这样的两个颜色,在我眼中上面的是紫色而下面的是紫色偏蓝,在别人眼中可能是下面紫色上面紫色偏红——这样的争论在日常生活中是略见不鲜的。


当然这还不能算是颜色感受个体差异的直接证据,因为这也有可能是颜色感受-颜色概念这一步映射的后天训练不同造成的。


只要把“感受-概念”这一步映射去除,直接测量“物体-感受”,就可以轻易地揭示人和人之间的个体差异。

最简单的方法,就是对颜色之间相对关系的测试——是否能区分两种颜色,以及你认为他们之间的关系是怎样的。这也是色盲测试常用的方法,比如下图,红绿色盲患者不能看到8,因为红色和绿色会映射为相同的颜色感受。

色盲这属于比较“极端”的个体差异。

但是对于更一般的个体差异检测,方式也是大同小异。其中一个最常用的方法叫Farnsworth-Munsell 100 hue test,很久之前在RR网上还流传过一阵,就是把一大堆看起来差不多的颜色扔给你,叫你做个排序,要求最后的结果从左到右均匀变化,每过一关难度升级。搞不清楚、搞错顺序,那是经常的事。这里有一个链接,大家可以来测一测自己的(看看自己有多瞎233333):

X-Rite


除此之外,比如各种视错觉也是一种判断方式(比如 @Yang Liu 给的例子),只不过相对难以量化而已。


一个有趣的结果:女性一般比男性有更优化的颜色感受,Sex-related differences in peripheral human color vision: A color matching study


最后回到我们一开始说的,蓝色的物体,经过一系列映射,产生“红色”的感受,这种极端情景的可能性有多高呢?其实很低。从视锥细胞到大脑视觉中枢的整个系统,结构相对比较稳定,主要是由先天决定而几乎很少有后天学习。由于人类有着共同的祖先,而且进化也会筛选掉过于错乱的个体,在色觉测试中,我们会看到大家的结果千差万别,整个人群中的大多数人的测试结果是接近正态分布的。

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这个问题提得很好

前一段,我们几个爱大的生物专业博士生和一位计算机工程师去吃饭,车上也刚好讨论过类似的话题。 @可然说这是高一学生提的问题,虽然思维的方式、深度和广度不同,但是这样的突破条条框框、敢于质疑和变换角度的思考对于高中生非常值得鼓励。

我要实名反对某些高票答案中涉及到生物学的内容,截止到我写答案为止,还没有看到一个正确的。在我之后的答案,推荐@郭昊天的回答,非常专业。

首先是审题,题主明确问的是人脑中感知到的颜色是否一致,这完全是指人脑的行为,而非现实中客观的光的波长是否一致。颜色在科学上公认的定义是神经活动产生的视觉效应,换言之,世界上只存在客观的光,不存在“客观颜色”这些自创伪科学说法。

Colour is the characteristic of human visual perception described through color categories. (颜色是对人类视觉感知特征的描述。

这是颜色的公认定义,某些答案所误导的“客观颜色”、“仪器颜色”或“心理颜色”等等民科定义根本是不存在的。大家常用的“颜色空间”也好,光的波长也好,绝不是颜色本身,而是对不同人颜色感知的校正标准和表示模型,不能混为一谈。因此,同样的波长的光在特定情形下完全可能造成不同的颜色感知。

之所以站出来,是实在看不下去有的答案连最基本的题目问什么、颜色的基本定义也没弄清楚就强答。为了狡辩自己乱定义一堆伪科学概念,混淆“颜色空间”和颜色的真正含义,还发明什么“客观颜色”(一看露馅了又偷偷删改成“客观定义的颜色”)、“心理颜色”、“仪器颜色”,搅混水骗赞,被人揭露就大搞人身攻击,值得欣慰的是虽然是个大V号,拉黑了我,还是有不少知乎朋友从不同专业角度去揭露其逻辑矛盾和伪科学概念,我想这就是知乎不同于其它平台的好处。

那位大肆攻击我的某高票大V,缺乏生理学常识就大谈颜色感知的生物学原理,错误百出本可原谅,没看懂题主的问题还恶意攻击提问者,我本也不打算写答案点出来。好心留评论先肯定了其答题思路,礼貌委婉地指出了生物学上的不严谨。居然就恼羞成怒折叠评论,还大篇幅开始谩骂人身攻击我了。大概自知理亏,攻击我的内容和我指出的问题也毫无联系,自己立了个靶子自己打得起劲。上一次遇到这种货色还是前年遇见的某中医大V。

我呼吁大V放过你非专业的领域,不懂的不要妄谈,不要东拉西扯,也别自己随便发明和定义科学界早已有之的概念,请放过科学吧。高中水平的知识不足以回答这类问题,缺乏常识不应该来知乎误人子弟。

言归正传,可以明确地说,人对颜色的感知是一个主观过程

从生物学的角度,同等波长的光通过刺激生物体感光器官,引起的神经系统行为存在个体差异以及时空差异

而且无论在分子层面(基因表达水平等原因)、细胞层面(如三型视锥细胞比例等原因)、神经网络层面都存在这种差异。

并且推而广之,除了视觉器官对颜色的感知,一切其它感官都是如此。

如果把神经系统的行为作为人类产生感受的本质,从这个意义上说,个体永远也不可能感知其它个体对同等刺激的感受。并且个体在不同时空条件下对同等刺激的感受也会发生变化。

值得指出的是,即使是同卵双胞胎,其特定细胞的基因表达水平、细胞内分子行为、神经行为也不可能在同等条件下完全一致。

其处于同一条件下的同一细胞在不同时间点的行为也不会完全一致。

流传比较广的一个例子是香菜,人对于香菜中特定醛类物质的感知能力受到多个基因影响,部分人反映香菜和肥皂气味类似,而部分人则可以接受甚至喜食香菜。另一个比较广的例子是老年人的味觉,同一个人,在衰老过程中因味觉衰退,对于食物中盐的感知能力会发生变化,常常出现老年人做菜对年轻人而言特别咸的情况,而老人本身只会感觉加同样的盐,菜越来越淡。

但是这种差异通常情况下并不会严重到妨碍不同的个体对同一刺激做出相同或类似的判断及反应,这是进化的结果。

(图中妹子的瞳孔周围颜色其实一致,注:瞳孔周围颜色不均匀,用软件提取颜色提取点不同微有差别,但在白色背景下肉眼观察颜色一致。来自网络,侵删)

我不知道这个问题下面有一些拍着胸脯说细胞行为或者神经电信号肯定一致的答案是哪里来的自信。

从这几年转基因话题到和生物学相关的一些新闻热点的探讨来看,我国高中及本科阶段的生命科学教育存在很大问题。

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