چرا در تاریکی نمی‌توانیم رنگ‌ها را ببینیم؟

به گزارش خبرآنلاین، به نقل از یک‌پزشک، دیدن رنگ همیشه شبیه یک جادو به نظر می‌رسد. اتاقی را تصور کن که عصرها با نور ملایم خورشید روشن است. همان کتاب‌ها، همان پرده‌ها و همان گلدان گوشه اتاق، هرکدام رنگ خاص خود را دارند. اما همین که شب می‌آید و چراغ‌ها خاموش می‌شود، همه چیز به سایه‌هایی خاکستری تبدیل می‌شود. اشیا ناپدید نمی‌شوند، ولی چیزی از رنگ‌هایشان باقی نمی‌ماند. گویی چشم ما ناگهان تصمیم می‌گیرد جهان را ساده‌تر ببیند.

اگر رنگ بخشی از خودِ اشیا است، چرا با کم شدن نور، از بین می‌رود؟ و اگر رنگ واقعاً به نور وابسته است، چرا مغز ما نمی‌تواند آن را در تاریکی «حدس» بزند؟ در توضیح این معما، از یک طرف باید به فیزیک نور و از طرف دیگر، به ساختمان ظریف چشم انسان نگاه کنیم.

نور سفید در ظاهر ساده است، اما در واقع از مخلوطی از رنگ‌ها تشکیل شده است. وقتی این نور به اشیا می‌تابد، هر چیز بخش‌هایی از نور را جذب می‌کند و بخش‌هایی را بازمی‌تاباند. آنچه به چشم ما می‌رسد همان بازتاب است. به همین دلیل می‌گوییم «رنگ، بخشی از نور است». پس وقتی نور کم می‌شود، مواد خامی که چشم برای ساختن تصویر رنگی نیاز دارد نیز کم می‌شود.

نیوتن نخستین کسی بود که نشان داد نور سفید در حقیقت ترکیبی از رنگ‌هاست. وقتی پرتو نور از منشور (Prism) عبور می‌کند، به صورت طیفی از قرمز تا بنفش پخش می‌شود. این پخش شدن که به آن «تفریق نور» گفته می‌شود، به ما نشان می‌دهد هر رنگ، طول موج (Wavelength) مخصوص خود را دارد. طول موج کوتاه‌تر به رنگ‌های آبی و بنفش نزدیک است و طول موج بلندتر به رنگ قرمز.

در زندگی روزمره، اشیا معمولاً مخلوطی از طول موج‌ها را بازتاب می‌دهند. اگر پارچه‌ای قرمز به نظر می‌رسد، در واقع بیشترِ طول موج‌های قرمز را بازتاب داده و بقیه را جذب کرده است. بنابراین رنگی که می‌بینیم، چیزی مستقل از نور نیست، بلکه نتیجه رابطه نور با سطح اجسام است. همین نکته توضیح می‌دهد چرا وقتی نور ضعیف می‌شود، تصویر ما از جهان نیز تغییر می‌کند. ما منبعی نداریم که از آن رنگ بسازیم.

در تاریکی، نور به حدی کم می‌شود که طیف‌های رنگی عملاً به چشم نمی‌رسند. آنچه باقی می‌ماند، تفاوت‌های بسیار محدود میان سایه‌ها و روشنی‌ها است. شبکیه (Retina) چشم انسان دو نوع سلول حساس به نور دارد: سلول‌های مخروطی (Cones) و سلول‌های میله‌ای (Rods). مخروط‌ها مسئول دیدن رنگ‌ها هستند و در شرایط نور مناسب بهترین عملکرد را دارند. هر گروه از مخروط‌ها به بخشی از طیف حساس‌تر است، بنابراین مغز با ترکیب پیام‌های آن‌ها، تصویر رنگی می‌سازد.

در مقابل، سلول‌های میله‌ای برای نور کم طراحی شده‌اند. آن‌ها به شدت نور حساس هستند، اما تقریباً تفاوت طول موج‌ها را تشخیص نمی‌دهند. به همین دلیل تنها سایه‌های روشن‌تر و تیره‌تر را به مغز گزارش می‌کنند. این ساختار تکاملی کمک کرده انسان در شب هم بتواند مسیر خود را تشخیص دهد، حتی اگر رنگ‌ها از دست بروند.

وقتی نور کاهش می‌یابد، مخروط‌ها خاموش می‌شوند و میله‌ها کنترل میدان دید را بر عهده می‌گیرند. درست در همین لحظه است که رنگ‌ها محو می‌شوند. چشم، همچنان تصویر می‌سازد، اما تصویر آن «سیاه و سفید» است. این وضعیت را دید اسکوتوپیک (Scotopic vision) می‌نامند.

گاهی گفته می‌شود «چشم انسان در تاریکی عادت می‌کند و بعد همه چیز را مثل روز می‌بیند». این تصور دقیق نیست. چشم می‌تواند حساس‌تر شود، اما هرگز نمی‌تواند بدون نور کافی، رنگ‌های کامل را بازسازی کند.

سوءبرداشت دیگر این است که بعضی افراد قدرت دید رنگی در شب دارند. آنچه رخ می‌دهد معمولاً وجود یک منبع نور بسیار ضعیف است که ناخواسته محیط را روشن می‌کند. این نور به مخروط‌ها اجازه فعالیت نسبی می‌دهد و حس می‌کنیم هنوز رنگ‌ها حضور دارند، در حالی که در تاریکی مطلق چنین چیزی ممکن نیست.

گاهی هم تصور می‌شود که رنگ «خاصیت» ثابت اشیا است، در حالی که فیزیک نور نشان می‌دهد رنگ نتیجه تعامل نور و سطح شیء است. اگر منبع نور تغییر کند، رنگ ادراک شده نیز تغییر خواهد کرد.

این بخش از بحث، پلی می‌زند میان علم بینایی و تجربه روزمره ما. آنچه می‌بینیم همیشه واقعیت کامل نیست، بلکه نسخه‌ای است که چشم و مغز، متناسب با شرایط، برای ما می‌سازند.

وقتی وارد فضای تاریک می‌شویم، ابتدا تقریباً هیچ چیز نمی‌بینیم. اما چند دقیقه بعد، کم‌کم شکل‌ها و خطوط ظاهر می‌شوند. این فرایند را «تطابق با تاریکی» (Dark adaptation) می‌نامند. در این مرحله، مواد شیمیایی حساس به نور در سلول‌های میله‌ای دوباره ساخته می‌شوند و حساسیت چشم افزایش می‌یابد.

نکته مهم این است که این تطابق کامل نیست. مخروط‌ها که برای دیدن رنگ‌ها لازم هستند، به نور بیشتری احتیاج دارند و در تاریکی طولانی، عملاً سهم چندانی از تصویر نمی‌سازند. بنابراین حتی بعد از گذشت زمان، جهان همچنان خاکستری می‌ماند.

این پدیده توضیح می‌دهد چرا عکاسان شب، ستاره‌شناسان و حتی ملوانان قدیم از نورهای قرمز کم‌قدرت استفاده می‌کردند. نور قرمز کمتر از سایر طول موج‌ها مخروط‌ها را تحریک می‌کند و تطابق با تاریکی را خراب نمی‌کند. به این ترتیب چشم می‌تواند محیط تاریک را بهتر درک کند، بی‌آنکه رنگ‌ها به تصویر بازگردند.

دیدن رنگ فقط به نور وابسته نیست؛ سلامت چشم نیز نقشی اساسی دارد. برخی اختلالات، مانند مشکلات شبکیه یا آسیب به عصب بینایی، می‌توانند توانایی تشخیص رنگ را کاهش دهند. مثلاً در بیماری دژنراسیون ماکولا (Macular degeneration) که بخش مرکزی شبکیه آسیب می‌بیند، رنگ‌ها کدر و مرده دیده می‌شوند.

اختلال دیگر، کوررنگی ارثی (Color blindness) است که بیشتر به علت نقص در مخروط‌ها رخ می‌دهد. این افراد حتی در نور مناسب هم بخش‌هایی از طیف را درست تشخیص نمی‌دهند. با این حال، وضعیت آن‌ها با تاریکی تشدید می‌شود، چون وابستگی بیشتری به میله‌ها پیدا می‌کنند.

وقتی می‌بینیم گربه یا جغد شب‌ها راحت حرکت می‌کند، ناخودآگاه فکر می‌کنیم آن‌ها جهان را رنگی می‌بینند. در واقعیت، بسیاری از جانوران شب‌فعال، ساختاری در پشت شبکیه دارند که نور بازگشتی را دوباره استفاده می‌کند. به این ساختار، تاپتوم لوسیدم (Tapetum lucidum) می‌گویند که باعث درخشش چشم آن‌ها در شب می‌شود.

این حیوانات معمولاً سلول‌های میله‌ای بیشتری دارند و مخروط‌ها کمترند. بنابراین آن‌ها نیز اغلب دنیا را با طیف محدودی از رنگ‌ها می‌بینند. مزیت واقعی‌شان، تشخیص حرکت و تضاد در نور بسیار کم است.

مقایسه انسان با این جانوران، سوءبرداشت رایجی را روشن می‌کند. تکامل برای ما اولویت دیگری تعیین کرده است: دید دقیق در روز، همراه با درک ظریف رنگ‌ها. بنابراین از دست رفتن رنگ‌ها در شب، ضعف نیست؛ بلکه بخشی از معامله‌ای است که سیستم بینایی انسان انجام داده است. شناخت این تفاوت‌ها کمک می‌کند ادراک خود را با واقعیت‌های زیستی بسنجیم و انتظار غیرواقعی از چشم نداشته باشیم.

5858