رنگ - Color

جهان هستی رنگارنگ است. آدمی از دیرباز رنگ را برای مقاصد گوناگون به‌کار برده است. برای مثال، در روزگاران باستان انسان‌ها سنگ‌های معدنی مختلف چون گِل اُخرای سرخ را با چربی حیوانی(یا اگر چربی حیوانی یافت نمی‎‌شد با آب دهان) مخلوط کرده و اشکال رنگارنگ روی ویوار غارها می‌کشیدند. امروز مردم لباسهای رنگین می‌پوشند، غذاهایی رنگین می‌خورند، ماشین‌های رنگین سوار می‌شوند، رنگین‌کمان وغروب خورشید را می‌ستایند و در خانه‌هایی زندگی می‌کنند که با تزئینات و تصاویر درخشان، تابلوهای نقاشی، یا کاغذدیواری‌های دل‌انگیز تزئین شده اند.

بعضی از حیوانان نیز رنگی می بینند اما تعدادشان زیاد نیست. گاوباز شنل خودرا تکان می‌دهد تا گاو را به مبارزه بطلبد اما رنگ قرمز گاو را عصبانی نمی‌کند و رنگ بیشتر برای جلب توجه تماشاگران است. به‌طور کلی گاوها چنان دید ضعیفی دارند که چیزی را که حرکت نکنند نمی‌بینند و به این خاطر است که ماتاورها شنل خود را تکان می‌دهند تا توجه گاو را جلب کنند. هرچند گربه بینایی فوق‌العاده‌ای دارد اما گربه نیز رنگ را خوب نمی‌بیند. میموون و ماهی قرمز بینایی رنگی خوبی دارند.

رنگ چیست و انسان‌ها و بعضی از حیوانان چگونه آن را می‌بینند؟ رنگ به دو عامل بستگی دارد؛ مغز ناظر و فیزیک نور.

هرچند به‌نظر می‌رسد که رنگ به طریقی به شی چسبیده باشد اما این طور نیست. رنگ قرمز کامیون‌های آتش نشانی خاصیت خود این کامیون‌ها نیست بلکه یکی از ویژگی‌های سامانه بینایی انسان است. چشم انسان بیش از 100 میلیون یاخته به نام گیرنده‌های نوری در قسمت شبکیه دارد که نور را به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل می‌کنند تا مغز این سیگنال‌‍ها را پردازش کند. گیرنده‌های نوری کار جذب را انجام می‌دهند.

هرچند به‌نظر می‌رسد که رنگ به طریقی به شی چسبیده باشد اما این طور نیست. رنگ قرمز کامیون‌های آتش نشانی خاصیت خود این کامیون‌ها نیست بلکه یکی از ویژگی‌های سامانه بینایی انسان است. چشم انسان بیش از 100 میلیون یاخته به نام گیرنده های نوری در قسمت شبکیه دارد که نور را به سیگنال‌های الکتریکی تبدیل می‌کنند تا مغز این سیگنال‌‍ها را پردازش کند. گیرنده‌های نوری کار جذب را انجام می‌دهند.

انسان‌ها چهارنوع مولکول اُپسین مختلف دارند و هر گیرنده نوری فقط وفقط یک نوع را دارد. زیست‌شناسان گیرنده‌های نوری را، بسته به شکل فیزیکی آن‌ها، به دو دسته تقسیم می‌کنند که یکی استوانه‌ای و دیگری مخروطی است. این دو نه تنها از نظر شکل ظاهری با هم فرق دارند، بلکه کارهای متفاوتی نیز انجام می‌دهند و اُپسین‌های متفاوتی دارند. استوانه‌ها یک نوع اپسین و مخروطی‌ها یکی از سه نوع اپسین دیگر را دارد.

گیرنده‌های نوری استوانه‌ای بینایی شب و محیطی را فراهم می‌کنند. نسبت این گیرنده‌های نوری حساس به گیرنده‌های مخروطی 20 به 1 است و بر همه جای شبکیه به جز مرکز آن حاکم هستند. شبکیه مخروطی‌ها را در شبکه‌ای به‌هم پیوند می‌دهد و یاخته‌های این شبکه با هم عمل کرده و سنگال‌های ضعیف را تقویت می‌کنند. هر نوری که در استوانه‌ها جذب شود احتمالا در مغز ثبت می‌شود تا در شرایطی مثل شب که نور کم است این گیرنده‌های نوری دید بهتری را فراهم کند.

ناحیه‌ی مرکزی شبکیه، به‌نام گوده‌ی مرکزی، جایی است که تیزی بینایی بیشینه است و فردی که مستقمیا به شی نگاه می‌کند چون تصویر آن را در گوده‌ی مرکزی کانونی می‌کند، جزئیات شی را می‌بیند. گوده‌ی مرکزی مملو از مخروط‌ها است و به همین دلیل بینایی رنگی تنها برای بینایی نزدیک به مرکز وجود دارد. هرگاه شخصی مستقیما به جلو نگاه کند و بخواهد شی رنگی کناری را ببیند، وی شی را می‌بیند اما نمی‌تواند رنگ این شی را تعیین کند. وقتی تصویر روی گوده‌ی مرکزی باشد رنگ‌ها زنده به‌نظر می‌رسند اما نبود استوانه‌ها به گوده‌ی مرکزی سبب می‌شود که گوده‌ی مرکزی شب‌هنگام ضعیف عمل کند.

مخروط‌ها رنگ را «آشکارسازی» نمی‌کنند. کار مخروط‌ها این است که طول موج نور را آشکارسازی می‌کنند و مغز این اطلاعات را به رنگ تبدیل می‌کند. رنگی که شخص می‌بیند به طول موج‌ نوری بستگی دارد که به چشم می‌تابد. با منشور می‌توان طول موج را جداسازی و تفکیک کرد یا می‌توان آن را به‌طور انتخابی از نوعی شی بازتاباند. مثلا گیاهان سبز سبزرنگ هستند چون بیشتر طول‌موج‌های نور به جز طول‌سبز(530 نانومتر) را جذب می‌کنند.

همه گستره‌ی کامل رنگ‌ها را نمی‌بینند چون همه هرسه نوع اُپسین مخروطی را ندارند. 5 تا 8 درصد از مردان کوررنگ هستند اما دست‌کم بعضی از رنگ‌ها را می‌بینند. کوررنگی به مردان بیش از زنان است چون کوررنگی با ژن روی کروموزوم ایکس رابطه دارد که مردان یک کروموزوم ایکس و زنان دوتا از این را دارند. کمتر از 1 درصد زنان نیز کوررنگ هستند چون به احتمال زیاد آن‌ها دست‌کم یک ژن از این نوع دارند. نوع متدوال کوررنگی از تشخصی بین قرمز و سبز پیش‌ می‌آید که هردو متمایل به زرد به نظر می‌رسند.

کوررنگی ناتوانی چندان جدی نیست. حال، چرا بینایی رنگی تکامل یافته است؟ چرا سامانه‌ی بینایی انسان در تشخیص بین طول‌موج‌های مختلف نور مشکل دارد؟ پاسخ این پرسش را کسی به‌طور دقیق نمی‌داند اما احتمال دارد که بیداری رنگی در فعالیت‌های چون گردآوری غذا مهم بوده است. دانه‌ها و میوه‌های رسیده که خوردن آن‌ها برای سلامت انسان لازم است اغلب از طول‌موج نوری که باز می‌تاباند، به بیان دیگر، از روی رنگ شان قابل تشخیص هستند. بینایی رنگی پیشینیانِ ما را قادر ساخت تا خوشمزه‌ترین خوراکی‌ها برگزینند و از میوه‌های نارس یا سمی پرهیز کنند. امروزه هم ما در میوه‎فورشی‌ها، کاهو، نارنگی، و بسیاری دیگر از میوه‌ها را از روی رنگ شان انتخاب می‌کنیم.

کایل کرکلند(Kyle Kirkland) - نور و اپتیک