Крапка в столітній суперечці. Математики нарешті виправили помилку в теорії кольору Шредінгера

Ще у 1920-х роках австрійсько-ірландський науковець запропонував геометричну модель нашого кольоросприйняття. Він припустив, що всі видимі для людини кольори можна уявити як тривимірну фігуру, форма якої залежить від реакції клітин нашої сітківки.

Читайте также: «Китайці демпінгують»: Alibaba Group пропонує місячний доступ до LLM-моделей лише за 50 гривень

Тепер же команда під керівництвом Роксани Буяк, фахівчині з комп’ютерних наук у Національній лабораторії Лос-Аламоса(LANL), довела цікаву річ. Використавши складну геометрію, вони показали: насиченість, відтінок та світлота кольору ніяк не залежать від нашого культурного бекграунду чи життєвого досвіду.

Дослідники допрацювали модель Шредінгера і з’ясували, що ці характеристики буквально вбудовані в математичну структуру людського зору. Тобто колір — це не просто щось суб’єктивне«в очах того, хто дивиться».

За словами Буяк, відмінності між кольорами можна описати як чіткі геометричні відстані. Це внутрішня властивість самої колірної метрики, а не якісь набуті зовнішні конструкти.

Наш зір працює завдяки трьом типам колбочок(фоторецепторів), які вловлюють червоний, зелений та синій спектри. Ще в 19 столітті математик Бернхард Ріман висунув ідею, що простір нашого сприйняття не є плоским — він викривлений. Шредінгер спирався саме на цю «ріманову» базу, коли описував властивості кольорів.

Читайте также: Космічний «мозок». Телескоп Вебб зафіксував унікальну туманність Череп

Але сучасна команда LANL, розробляючи алгоритми для наукової візуалізації, натрапила на серйозну діру в його математиці. Виявилося, що Шредінгер так і не дав чіткого математичного визначення«нейтральній осі» — лінії сірих відтінків, що йде від чорного до білого. І це при тому, що вся його теорія будувалася на розташуванні кольорів відносно цієї самої осі.

Щоб нарешті визначити цю нейтральну вісь, математикам довелося вийти за межі моделі Рімана. І це стало справжнім проривом у науковій візуалізації.

Заодно вони розібралися з іще двома візуальними багами. Наприклад, пояснили ефект Бецольда-Брюкке: коли колір стає яскравішим, нам здається, що змінюється і його відтінок. Щоб описати це математично, вчені побудували геометричну модель, де світло рухається не по прямій, а по найкоротшому викривленому шляху.