Forbidden Colors: L’affascinante fatto dei colori (quasi) impossibili

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“Il mio amore indossa colori proibiti” (D. Sylvian e R. Sakamoto, Forbidden Colours, 1983)

Sapevi che “esistono” colori (quasi) impossibili da vedere?

In realtà, i colori in generale non esistono là fuori. I colori sono “solo” le rappresentazioni mentali di alcune onde elettromagnetiche. Come esseri umani, possiamo vedere le onde elettromagnetiche che hanno lunghezza compresa fra 390 e 700 nanometri. Il cervello interpreta le onde comprese in questa gamma come colori. I colori di base sono violetto, indaco, blu, verde, giallo, arancione e rosso, corrispondenti a onde di lunghezza crescente. Ma esistono tantissimi colori intermedi. Sembra che gli esseri umani possano vedere circa 10 milioni di tonalità diverse!

Eppure, non tutti i colori compresi fra il rosso e il violetto sono visibili. Esistono colori effettivamente impossibli da vedere, che si chiamano “colori proibiti” (forbidden colors). O forse no…

Il processo fisiologico della visione dei colori è noto da tempo. I coni della retina sono cellule che ricevono le onde elettromagnetiche. I coni si dividono in tre gruppi in base alle lunghezze d’onda a cui sono sensibili: onde corte, onde medie e onde lunghe. I segnali luminosi ricevuti dai coni arrivano al cervello, dove ci sono due tipi di neuroni specializzati a interpretarli: i neuroni del blu-giallo e i neuroni del rosso-verde (ci sono anche neuroni del bianco-nero, ma questi non sono propriamente colori). Si chiamano “neuroni doppiamente opponenti”, perché ognuno dei due tipi può solo “decidere” se un certo segnale è interpretabile come uno e uno solo dei due colori opposti su cui è specializzato. In altre parole, ogni neurone del blu-giallo deve decidere quanto blu o quanto giallo “c’è” nel segnale, sempre che “ci sia”, ma non entrambi; mentre ogni neurone del rosso-verde deve decidere quanto rosso o quanto verde c’è, sempre che ci sia, ma non entrambi.

Dunque questi neuroni si attivano in base al segnale che arriva dai coni. Per esempio, se arriva un segnale che vedremmo come arancione, allora si attiveranno entrambi i tipi di neuroni: i neuroni del blu-giallo indicheranno che “c’è” del giallo, e “quanto” ce n’è. Mentre i neuroni del rosso-verde indicheranno che c’è del rosso, e quanto. Ma, in base al segnale, potrebbero anche attivarsi solo i neuroni di un tipo.

Quindi, per il cervello umano il blu è la negazione del giallo e il rosso è la negazione del verde. Non capita mai che il cervello indichi la presenza di una tonalità intermedia fra il blu e il giallo (un “blu giallo” o un “giallo blu”), oppure di una tonalità intermedia fra il rosso e il verde (un “rosso verde” o un “verde rosso”). Cioè non capita mai che i neuroni doppiamente opponenti si attivino per indicare che dai coni sta arrivando sia un po’ di un colore sia un po’ del suo opposto. L’anatomia e la fisiologia umane non permettono di percepire certe tonalità, che infatti si chiamano “colori proibiti”.

Questo sembra un po’ contro-intuitivo. Per esempio, siamo portati a pensare che il verde è appunto un colore che nasce da una certa combinazione di blu e di giallo. O che il rosso e il verde miscelati diano varie tonalità marroncine. Ma, se in effetti i pittori miscelano regolarmente i colori in questo modo, tuttavia il loro cervello (e quello di tutti) non funziona così: non riusciamo a immaginare un “blu giallo” o un “rosso verde”. Questi due colori, e tutte le loro diverse tonalità teoriche, non esistono, né nella mente né ovviamente fuori dalla mente.

O almeno così si è creduto fino ai primi anni ’80 del XX secolo, quando due scienziati (Hewitt Crane e Thomas Piantanida) fecero un esperimento che li portò a concludere che, in certe condizioni, è effettivamente possibile vedere tonalità “blu gialle” e tonalità “rosso verdi”. I risultati di Crane e Piantanida provocarono molta sopresa e, in effetti, ulteriori esperimenti non furono in grado di confermarli.

Ma nel 2010 Vincent Billock e Brian Tsou riuscirono a trovare nuove prove dell’esistenza dei colori proibiti. Billock e Tsou proposero una versione modificata dell’esperimento di Crane e Piantanida, e scoprirono che i colori intermedi “blu gialli” e i “rosso verdi” si possono vedere, ma solo in certi casi.

billock and tsou

L’immagine è tratta dall’articolo di Billock e Tsou, e spiega come è stato fatto l’esperimento. Fondamentalmente, si tratta di fissare per un po’ due pezze di colori opposti affiancate (blu e giallo nell’immagine). Se i colori opposti hanno la stessa luminosità, allora sembra possibile vedere dei “blu gialli” che si formano a cavallo del confine fra le due pezze. Se invece i colori opposti hanno luminosità diverse, allora si vedono al massimo delle nuvole di puntini (“pixelizzazioni”) gialli sul blu e blu sul giallo.

Come si vede dalla foto a sinistra, è fondamentale mantenere fissa l’immagine sulla retina attraverso un particolare dispositivo di stabilizzazione della testa e di “eye-tracking”. Sei persone su sette sottoposte all’esperimento hanno detto di essere riuscite a vedere i colori proibiti, quando i colori opposti erano equi-luminosi, ma non quando erano di luminosità diversa. Due persone hanno detto di essere riuscite a immaginare le nuove tonalità anche dopo l’esperimento, anche se, hanno aggiunto, l’immagine mentale non era molto persistente.

Nel suo Treatise of Human Nature (1739-40), David Hume proponeva un esperimento mentale: immaginiamo una persona che, nella sua esperienza, ha visto tutte le tonalità di blu possibili tranne una. Facciamole vedere tante pezze di tonalità di blu, ordinate, dice Hume, dalla più profonda alla più chiara. Però non includiamo la pezza della tonalità che non ha mai visto. Hume dice che probabilmente la persona si renderà conto che le tonalità di due particolari pezze adiacenti sembrano più lontane fra loro delle tonalità di ogni altra coppia di pezze adiacenti. In quel punto, la persona percepirà un vuoto, dice Hume, e sostiene anche che la persona sarebbe in grado di immaginare la tonalità mancante che non ha mai visto. Questo, secondo Hume, è un caso particolare, ed è l’unica possibile eccezione che gli viene in mente alla sua teoria generale empirista che ogni idea deriva necessariamente da una impressione sensibile corrispondente.

Probabilmente a Hume sarebbero piaciute molto sia la scoperta dei colori proibiti sia quella successiva della loro probabile esistenza. Certo, Hume parla di tonalità esistenti che però una singola persona non ha mai visto. Tuttavia, la capacità, dichiarata da due dei soggetti dell’esperimento di Billock e Tsou, di immaginare i colori proibiti anche dopo l’esperimento, senza averli più presenti davanti agli occhi, supporterebbe la teoria generale di Hume, che cioè possiamo pensare solo ciò di cui, in qualche modo, abbiamo avuto esperienza.

(I risultati dell’esperimento pioniere di Crane e Piantanida furono pubblicati nel 1983 su Science. E nello stesso anno uscì la canzone “Forbidden Colours” di David Sylvian e Ryuichi Sakamoto.)

Riferimenti:

Dave Roos, How Impossible Colors Work, How Stuff Works Science (ultimo accesso: 13 giugno 2016)
AA. VV., Color Vision, Wikipedia in inglese (ultimo accesso: 13 giugno 2016)
AA. VV., Impossible Color, Wikipedia in inglese (ultimo accesso: 13 giugno 2016)
Vincent A. Billock and Brian H. Tsou, Seeing Forbidden, Scientific American, numero di febbraio 2010, pp. 72-77
David Hume, A Treatise of Human Nature, 1739-40, T 1.1.1.10 (ultimo accesso: 13 giugno 2016)
AA. VV., Forbidden Colours, Wikipedia in inglese (ultimo accesso: 13 giugno 2016)

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