Sains Fizik 0

Apakah warna mustahil?

maxresdefault

Di sekeliling kita terdapat pelbagai jenis warna yang membuatkan alam ini begitu indah untuk dipandang. Warna-warna ini mungkin berwarna biru, dimana warna biru pula mempunyai bermacam jenis warna biru – biru laut, biru langit. Merah pula mempunyai pelbagai merah, merah epal, merah darah, merah ros. Begitulah alam ini nampak begitu indah kerana wujudnya pelbagai jenis warna-warna ini. Namun realitinya, warna-warna ini sebenarya tidak wujud! Tidak ada yang dikatakan ‘biru’ atau merah atau hijau atau kelabu atau unggu dan warna-warna yang lain. Warna-warna ini sebenarnya hanya wujud dalam minda manusia sahaja.

Pisang sebagai contoh, bukan secara semulajadinya berwarna kuning. Bagaimana nak buktikan benda ini? Di waktu malam dalam keadaan lampu yang malap, cuba ke dapur dan ambil pisang yang dikatakan warna kuning tadi, sekarang pisang ini berwarna apa? Yep, pisang tadi bukan berwarna kuning sebaliknya macam kelabu-kelabu gelap dan bukan sekali berwarna kuning. Ini kerana, warna bukan dikeluarkan / dipancarkan oleh objek. Pisang berwarna kuning kerana ia memantulkan cahaya berwarna kuning dan bukan secara semulajadinya ia mengeluarkan warna tersebut.

Bagaimana?

Lampu putih yang dikeluarkan oleh cahaya matahari, atau mentol terdiri daripada panjang gelombang yang mengandungi spektrum cahaya yang boleh dilihat oleh manusia. Identiti spektrum ini dapat didedahkan apabila cahaya putih tadi dipancarkan ke prisma, maka kita akan dapat lihat pecahan-pecahan spektrum warna yang sebelum ini ‘bersembunyi’ disebalik cahaya putih tadi. Daripada sinilah kita akan dapat lihat 7 warna-warna yang terdiri daripada biru, kuning, hijau, jingga, merah, indigo dan violet.

dispersion-of-white-light

Apabila cahaya putih dipancarkan ke permukaan pisang, sebenarnya terdapat sebuah proses menarik telah berlaku yang menyumbang kepada warna pisang tersebut. Pada kulit pisang terdapat sejenis pigmen semulajadi dipanggil xanthophyll. Pigmen ini sangat istimewa kerana ia dicipta untuk menyerap sebahagian sahaja panjang gelombang cahaya dan memantulkan sebahagian yang lain. Panjang gelombang yang paling banyak sekali di pantulkan adalah panjang gelombang yang berwarna kuning. Nah, di sebabkan itulah pisang berwarna kuning! Ia disebabkan proses pantulan cahaya dan bukan kerana pisang tersebut yang semulajadinya berwarna kuning.

Namun, warna tersebut belum lagi wujud selagi ia tidak sampai ke sel mata yang mengesan warna cahaya iaitu cones yang terdapat pada retina. Cones inilah yang menghantar signal kepada otak dimana signal tersebut akan dikenalpasti sebagai satu warna : Kuning. Manusia mempunyai 6 juta cones pada mata mereka di mana ia boleh dikategorikan kepada 3 jenis cones. Setiap satu cones hanya mengesan satu sahaja panjang gelombang samada panjang gelombang yang bersaiz pendek, medium dan panjang.

Apabila cahaya menghentam permukaan retina, cones tadi akan menghantar pelbagai signal (dipanggil impuls) kepada otak. Tugas otak pula menggabung signal-signal yang diterima daripada setiap cones ini (6 juta cones ye) dan membentuk satu sahaja warna. Sel otak yang bertanggungjawab memproses signal daripada cones pula dikenali sebagai opponents neurons (ON). Terdapat 2 jenis opponents neurons. Saintis memanggilnya sebagai merah-hijau neuron ON dan biru-kuning neuron ON. Saintis menggelarnya sebagai Opponent Neuron kerana ia berfungsi sebagai sebuah sistem binari. Bermaksud, sebagai contoh merah-hijau ON hanya boleh memproses samada merah atau hijau sahaja, dan bukan kedua-duanya serentak.

Apabila manusia melihat warna kuning, bahagian kuning pada biru-kuning ON akan hanya mengaktifkan kuning ON, sebaliknya biru ON akan dilarang. Sekarang bayangkan pula, bagaimana jika mata manusia melihat warna biru dan kuning serentak. Di atas kefahaman bahawa ON berfungsi sebagai sistem binari, ia mustahil untuk biru dan kuning aktif serentak. Atau ia juga mustahil untuk ON tidak berfungsi serentak pula. Ia mesti samada satu aktif dan satu lagi tidak aktif. Bukan kedua-duanya aktif atau kedua-duanya tidak aktif.

Dalam situasi ini, biru-kuning atau merah-hijau dikenali juga dalam sains sebagai warna mustahil / impossible color. Mungkin bagi seorang pelukis yang biasa mewarna akan menyanggah perkara ini kerana jika biru dan kuning bercampur, bukankah ia menghasilkan warna hijau? Dan jika merah dicampur dengan hijau ia menghasilkan warna cokelat gelap. Yep, betul jika kuning dicampur dengan biru akan menghasilkan hijau dan merah dengan biru menghasilkan coklat gelap. Tetapi itu adalah proses mencampur 2 warna, bukan mencampur 2 ON yang berbeza. Ia kes yang berlainan.

Pada tahun 1801, lama sebelum saintis mengetahui kewujudan cones dan neuron seorang ahli fizik dan juga doktor perubatan bernama Thomas Young membuat sebuah teori mendakwa manusia mempunyai 3 jenis sel reseptor warna – Biru, Merah, Hijau. Teori Young tersebut bernama Young’s Trichromatic color theory dan ia terbukti betul apabila pada tahun 1960 saintis mengesan kewujudan sel cones yang sangat peka pada warna biru, merah dan hijau. Kemudian pada tahun 1870, seorang saintis daripada Jerman bernama Ewald Hering telah mengemukakan sebuah lagi teori dikenali opponent color. Teori tersebut antara lainnya mendakwa, penglihatan manusia tertakluk kepada peraturan merah berlawan dengan hijau dan biru berlawan dengan kuning. Warna-warna pada cahaya putih selain daripada biru, kuning, merah dan hijau hanyalah terbentuk daripada gabungan warna biru-kuning dan merah-hijau. Kedua-dua teori ini, samada Young’s Trichromatic color theory atau Hering’s Opponent color theory telah menjadi igauan yang lama kepada para saintsis.

Sehinggalah pada tahun 1980, 2 orang saintis Hewitt Crane dan juga Thomas Piantanida membuat sebuah eksperimen untuk menjawab persoalan bagaimana manusia boleh melihat warna mustahil ini. Dalam eksperimen yang dijalankan, subjek eksperimen telah diminta untuk merenang dua jalur yang berwarna merah dan hijau. Untuk melakukan ini, kepala subjek telah distabilkan kedudukannya dengan menyandarkan dagunya keatas sesuatu. Keputusan eksperimen ini telah diterbitkan dalam sebuah jurnal sains pada tahun 1983 dan ia amat mengejutkan. Kajian mendapati apabila subjek merenung 2 jalur warna pada masa yang lama, sempadan yang memisahkan antara 2 jalur tersebut akan hilang dan membentuk warna mustahil. Warna yang terbentuk pada sempadan tersebut sangat baru sehinggakan subjek tidak tahu menjelaskan warna apa yang dilihat oleh matanya sendiri. Namun, kajian yang dilakukan Crane dan Piantanida telah dibidas apabila terdapat ramai kelompok saintis lain yang cuba membuat eksperimen yang sama namun tidak mendapat keputusan yang serupa. Tidak wujud gangguan pada mata subjek yang kononnya keliru dengan warna yang terbentuk pada sempadan antara 2 jalur. Kebanyakan subjek masih boleh menjelaskan warna yang terdapat pada sepadan tersebut iaitu samada hijau kemerahan, atau biru kekuningan. Kegagalan saintis lain untuk duplicate keputusan yang sama menyebabkan warna mustahil menjadi sebuah lawak dalam dunia sains.

Pada tahun 2010, warna mustahil kembali semula menghangatkan dunia saintifik. Kajian pada tahun 2010 telah dilakukan oleh wright-Petterson Air Force yang terdapat di Ohio dan mereka mempunyai kesimpulan kenapa keputusan kajian Crane dan Piatanida gagal di dapati oleh para penyelidik yang lain. Dalam sebuah artikel yang diterbitkan oleh Scientific American, 2 orang biofizik bernama Vincent Billock dan Brian Tsou  kecerahan (brightness) adalah kunci kepada keputusan yang sama dapat diperolehi seperti Crane dan Piatanida. Dalam kajian yang dibuat oleh Vincent dan Brian, prosedur yang sama seperti prosedur Crane dan Piatanida telah di ulang Cuma mereka mengubah-ngubah kecerahan cahaya sehinggalah mereka mendapat keputusan yang sama seperti Crane dan Piatanida. Dan ya betul, Vincent dan Brian Tsou telah mendapat keputusan yang sama seperti Crane dan Piatanida selepas 4 jam eksperimen dijalankan ke atas subjek mereka. Nak cuba melihat warna mustahil, cubalah dengan merenung gambar di bawah :

RedGreen

Renung salah 1 titik di kotak merah/hijau selama 20/30 saat kemudian, renung pula ke titik di kotak yang lain. Anda akan dapati warna di sekeliling kotak (sepatutnya warna hitam) bertukar warna, dan warna itulah yang dikatakan warna mustahil / impossible colors / forbidden colors

The moral of this story is – tanpa sel cones yang terdapat pada mata, dan tanpa otak yang dapat membuat interpretasi signal daripada cones tadi, maka warna sebenarnya takkan wujud pada pandangan manusia. Lagi, penglihatan manusia bukanlah sesuatu yang mudah untuk dihuraikan. Saintis mengambil masa yang begitu lama untuk menjelaskan penglihatan manusia dan ia telah mula dikaji sejak tahun 1800 lagi. Pada hari ini, saintis mendakwa manusia bukan sahaja boleh melihat warna biru, kuning, hijau dan mereah. Sebaliknya mereka mampu melihat warna-warna mustahil yang di anggarkan berjumlah 10 juta warna!

Kerja-kerja plagiat tanpa memberikan kredit kepada sumber adalah suatu tindakan yang tidak bertanggungjawab dan menyalahi hak cipta dan kreativiti seseorang.

Rujukan :

[1] Dave Roos, (2005), How Impossible Colors Work, HowStuffWorks.com

[2] Vincent A. Billock, Brian H. Tsou, (2010), “Impossible” Colors: See Hues That Can’t Exist, scientificamerican.com

[3] Natalie Wolchove, (2012), Red-Green & Blue-Yellow: The Stunning Colors You Can’t See, livescience.com

[4] Alasdair Wilkins, (2010), Train yourself to see impossible colors, io9.com

No Comments

Leave a reply