你的猫猫这五个人看到了人类从未看到过的颜色

　　我们通过视网膜上的三种视锥细胞分辨不同的颜色，他们的名字分别是 L、M 和 S。它们分别对长波长（红）、中波长（绿）和短波长（蓝）的光最敏感。工程师也正是利用了这一点，用红色、绿色和蓝色（RGB）制作出了显示屏，牢牢锁住了所有人的视线。

　　实际上，色彩只是大脑对真实世界的一种近似。在客观物理世界中，存在的是波长，而不是颜色。自然光在各个波长上的强度都不一致，但三种视锥细胞只能将丰富的光谱信息浓缩成区区三个分量。人眼的这种近似方式虽然从实用效果上来说还不错，但要深究精度，那就只能算得上凑合了。

　　一个最直观的例子就是同色异谱现象，在人眼看来是同一种颜色的物体，光谱特征可能完全不同。比如下方这幅图中有两个黄色球体，左侧一列第一行是球体在真实世界中的样子，第二行则是它的光谱，是单纯的黄色光。而右侧第一行是这个黄色球体在显示器上的样子，显示器的 RGB 像素并没有黄色，显示器调配红绿蓝三原色的比例，来满足人眼对“黄色”的想象（第二行）。

　　所以，就算左右两个球体在人眼看来（第四行）是一样的，但实际上它们的光谱成分可能完全不同（第二行）。而且，不同动物的视锥细胞对波长的敏感度不尽相同，在你看来能色彩准确的显示器，在你的猫猫狗狗看来，可能偏色非常严重。

　　并且，人眼对色彩的感知还有一个 bug：三种视锥细胞感知的波长范围是有重合的。上图第三行就是 L、M、S 三种视锥细胞对波长的敏感度，可以发现在M视锥细胞被激活时，S 或 L 视锥细胞至少有一种会被激活。在自然世界中，理论上没人看到过 M 视锥细胞单独被激活过的样子，那可能是一种全新的颜色。但最近一篇发表在《科学·进展》（Science Advances）的论文则表示，科学家成功单独激活了M视锥细胞，受试者表示，这是一种他们从没见到过的全新颜色。

　　为了实现只激活 M 视锥细胞的目的，研究团队采用了最简单粗暴的方式——让光线只照到 M 视锥细胞上就好了。此前，也有类似的只激活几个 M 视锥细胞的实验，但这些实验激活的 M 视锥细胞都太少，不足以让人察觉到颜色。若想让人眼看到 M 视锥细胞被单独激活的样子，必须在足够大的范围内照亮足够多的 M 视锥细胞才行。

　　为了实现这一点，研究团队先标记了每位被试视网膜细胞的位置和类型。在实验过程中，研究团队用红外相机追踪定位视网膜的位置，精度可以达到单个细胞的量级。然后，他们将激光精准投递到视网膜的 M 视锥细胞上。不论在追踪精度还是速度上，这都是一项艰巨的任务。研究团队追踪了 1000～2000 个视锥细胞，并每秒向这些视锥细胞发射 10⁵ 束激光束。这些视锥细胞分布在 0.9° 的视野范围内。此外，为了降低实验追踪的难度，研究团队选择了偏离人眼视觉中心 4° 的视锥细胞，避开了人眼视觉中心视锥细胞最密集的区域。

　　研究团队分别用 488 纳米和 543 纳米波长的激光照射了 5 名受试者的视网膜。488 纳米波长的光可以同时激活 L、M 和 S 三种视锥细胞，而 543 纳米波长的光则更接近 L 和 M 视锥细胞的敏感峰值，S 视锥细胞对其只有微弱的反应。结果研究团队发现，当他们用 543 纳米波长的光只照射受试者的 M 视锥细胞时，受试者看到了一种从来没见过的颜色。据研究团队成员兼被试介绍，这种颜色类似孔雀蓝或蓝绿色，但饱和度非常高，研究者将这种颜色称为 olo。olo 颜色似乎比正常视力下可以看到的最鲜艳蓝绿色还要强烈，只有不断添加白光来“稀释”olo 颜色后，才能与最接近的自然可见颜色相匹配。

　　olo 色（图中绿点）已经超出自然色彩的饱和度范围（下方彩域），三个图分别为 3 名受试者的色彩感受。图片来源：原论文

　　但这还不是这 5 名受试者看到的全部，研究团队还利用这套实验系统制造了一种新的色彩骗局——只用单一波长的光，让受试者感受到不同的颜色。研究团队的装置可以追踪三种不同的视锥细胞，并且精准控制投向 L、M 和 S 视锥细胞激光的强度。这样，他们就能用单一波长的激光显示出多种颜色。

　　实验团队本质上是在用激光——人类能制造的最单色的单色光——来实现彩色的显示效果。略微思考一下这种技术的魔幻程度也许不亚于五彩斑斓的黑。但实验团队确实做到了，543 纳米的激光在人眼看来通常是绿色，研究团队却能通过控制 L、M 和 S 视锥细胞的激发强度，用这种激光让人感知出从橙色到黄色，再到绿色、蓝绿色，乃至 olo 色的颜色。

　　研究团队将这种追着视锥细胞打光的色彩显示方式称为 Oz 色彩（Oz colors），并将他们制造的原型机称为 Oz 原型机（Oz prototype）。研究人员并不仅仅是为了拓展人类色彩认知的边界才研究 Oz 色彩，他们表示，Oz 色彩或许能改善色盲人士对颜色的感知能力。

　　色盲患者通常只有两种视锥细胞正常工作，研究团队正在尝试利用类似的“色彩新骗术”，通过激光系统控制特定细胞的光信号，人为地创造出第三种视锥细胞类型，从而帮助色盲患者感知到更丰富的色彩。

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