Artículos sobre ciencia y tecnología de Mauricio-José Schwarz publicados originalmente en El Correo y otros diarios del Grupo Vocento

febrero 27, 2010

¿Qué vemos cuando vemos los colores?

Descomposición de la luz con un prisma
(D.P. via Wikimedia Commons)
Los seres vivos vemos los colores de formas muy distintas. Es un código que cada especie descifra de acuerdo a sus necesidades de supervivencia.

Dentro del amplio espectro de radiación electromagnética, cuyas longitudes de onda van desde las frecuencias muy bajas hasta las altísimas frecuencias de los peligrosos rayos gamma, llamamos “luz visible” a un segmento muy pequeño de ondas de una longitud más o menos entre 380 y 760 nanómetros (un nanómetro es una milmillonésima de metro). Por debajo de los 380 nm está la radiación infrarroja y, por encima de los 760 nanómetros, los rayos ultravioleta.

Una pregunta razonable desde el punto de vista de la biología evolutiva es por qué vemos este intervalo de radiación no las radiaciones más o menos potentes. Un posible motivo es que estas radiaciones son precisamente las que pueden pasar por nuestra atmósfera casi sin verse atenuadas o alteradas, a diferencia de los rayos ultravioleta (filtrados por las nubes) y los infrarrojos.

Pero lo que nosotros vemos no es la única forma de ver.

Experimentos de elegante diseño han explorado qué tipos de radiación ven distintas especies. No sólo tenemos a depredadores nocturnos (incluido nuestro compañero frecuente, el gato) que pueden percibir intensidades de luz muy inferiores a las de nuestros ojos, sino ejemplos como el de las abejas, muchas aves y peces, que pueden “ver” la radiación ultravioleta. De hecho, cuando utilizamos sensores de ultravioleta para ver las flores de las que se suelen alimentar las abejas, observamos patrones que parecen indicar el centro de la flor. Aves, peces e insectos parecen tener los “mejores” sistemas visuales del reino animal.

En el otro extremo del espectro visible, muchos reptiles tienen fosas térmicas que les permiten percibir, o “ver” dentro del rango infrarrojo. En el caso de muchos mamíferos que dependen para su supervivencia más del olfato que de la vista, al parecer no pueden discriminar muchos colores. Animales como el toro parecen ver en blanco y negro, de modo que el color de la capa para citarlo es irrelevante, mientras que los perros al parecer ven en dos colores, con una sensibilidad similar a la de los humanos ciegos al rojo y verde (daltónicos).

Sin embargo, aunque nuestros experimentos nos pueden enseñaren cierta meedida qué ven o distinguen los animales, no pueden decirnos cómo lo ven. Porque la luz en sí no tiene información del color.

No hay nada que indique que la luz de unos 475 nm sea “azul”, o que la luz de 650 nm sea “roja”. No hay una correspondencia precisa entre el impulso y la interpretación que hace nuestro cerebro de ella. La presión de la evolución ha hecho que nuestro sistema nervioso “codifique” la luz visible creando las sensaciones del arcoiris para facilitarnos la percepción cuando dos colores tienen el mismo brillo. Esto es claro en la fotografía y el cine en blanco y negro donde, por ejemplo, el rojo y el verde del mismo brillo dan como resultado el mismo tono de gris.

El color es, ante todo, subjetivo, una experiencia, una ilusión perceptual.

Historia e investigación

El hombre se ha interesado siempre por el color. Llenó de simbolismo y contenido las sensaciones del color, tiñéndolos, valga la metáfora, con sus percepciones culturales. Por ejemplo, el negro, color regio del cielo y la tierra en la antigua China, es símbolo de duelo en occidente ya desde el antiguo Egipto.

Los primeros intentos por entender el color en occidente se remontan a la antigua Grecia, donde primero Empédocles y luego Platón pensaron que el ojo emitía luz para permitir la visión. Aristóteles, por su parte, propuso que el color se basaba más bien en la interacción del brillo de los objetos y la luz ambiente.

Sin embargo, la comprensión del color hubo de esperar a la llegada de Isaac Newton y su demostración de que la luz blanca del sol es en realidad una mezcla de todas las frecuencias o longitudes de onda de la luz visible. Con una intuición magnífica, Newton concluyó que el color es una propiedad del ojo y no de los objetos.

Sobre las bases de Newton, en el siglo XIX Thomas Young propuso que con sólo tres receptores en el ojo podríamos percibir todos los colores, teoría “tricromática” que sólo se confirmaría con experimentos fisiológicos detallados realizados en la década de 1960.

En nuestras retinas hay tres tipos de células de las llamadas “conos”, sensibles especialmente a uno de los colores aditivos primarios: el rojo, el verde o el azul, según el pigmento que contienen. La mayor o menor estimulación de cada uno de estos tipos de cono determina nuestra capacidad de ver todos los colores, incluidos aquéllos que no están en el arcoiris como el rosado o el magenta.

La visión tricromática es característica de los primates, y se cree que se desarrolló conforme los ancestros de todos los primates actuales hicieron la transición de la actividad nocturna a la diurna. Los animales nocturnos no necesitan visión de color, y sí una gran sensibilidad a la luz poco intensa. Pero a la luz del día, las necesidades cambian para detectar tanto fuentes de alimento como a posibles depredadores.

¿Cómo llega a nuestros ojos una longitud de onda que nuestro sistema nervioso interpreta como color? Así como decimos que el color no está en la luz, tampoco está en los objetos. De hecho, ocurre todo lo contrario. Una manzana nos parece roja porque su superficie absorbe todas las longitudes de onda de la luz visible excepto las del rojo, las cuales son reflejadas y por tanto percibidas por nuestros ojos.

El principio de la tricromía de nuestra percepción es aprovechado a la inversa en dispositivos como nuestros televisores y monitores, que tienen partículas fosforescentes rojas, verdes y azules. La mayor o menor intensidad de iluminación de cada uno de éstos nos permite ver todos los colores. Así, los colores en informática se definen por valores RGB, siglas en inglés de rojo (Red), verde (Green) y azul (Blue). Esto lo podemos ver fácilmente con una lupa aplicada a nuestro monitor, la magia doble de una sensación absolutamente subjetiva, la experiencia del color

El color relativo

Nuestros ojos pueden adaptarse rápidamente a las cambiantes condiciones de luz. Verán una hoja de papel de color blanco así esté bajo tubos de luz neón (que son en realidad de color verdoso), bombillas incandescentes tradicionales (cuya luz es realmente rojizo-anaranjada) o bajo la luz blanca del sol de mediodía. Nuestros sentidos no funcionan absolutamente, sino que hacen continuamente comparaciones relativas para hacer adaptaciones. Las cámaras fotográficas y de vídeo no pueden hacer esto y por ello tienen un “balance de blancos” con el que establecemos qué es “blanco” en nuestras condiciones de luz para que los aparatos interpreten los demás colores a partir de ello.