（圖片來源：網(wǎng)絡(luò)）

1900年，L·弗蘭克·鮑姆寫了一座假城市。

在他的《綠野仙蹤》里，翡翠城看起來通體碧綠。但所有進城的人都必須戴上一副由守衛(wèi)鎖死在臉上的綠色鏡片眼鏡，理由是“保護眼睛免受翡翠城的光輝傷害”。

圖源： reprodukcijos

到了第十五章，Oz巫師親口拆穿了騙局：城市和別的城市沒什么兩樣，戴了綠鏡片，當(dāng)然什么都是綠的。

一百二十五年后，加州大學(xué)伯克利分校造了一臺也叫Oz的機器。下面就是這臺機器：

圖源：Berkeley ins

它干了一件方向完全相反的事：不是讓人看到假顏色，而是讓人看到了一種真實存在、卻正常情況下絕不可能看到的顏色。

這種顏色叫olo。全世界只有五個人見過它。

圖源：OSLD

要理解為什么說“不可能看到”，得先知道人是怎么看到顏色的。你的視網(wǎng)膜上有三種視錐細胞（S錐、M錐、L錐），分別對藍區(qū)、綠區(qū)、紅區(qū)的光最敏感。

但每個視錐細胞本身是色盲的，它只能報告“我吸收了多少光子”，分不清波長。顏色是大腦比較三種視錐的激活比例之后“算出來”的：每一種顏色對應(yīng)一組特定比例。

問題在于，M錐和L錐的光譜敏感曲線嚴(yán)重重疊，峰值只差約30納米。后果是自然界不存在任何一種光能只激活M錐而完全不碰L錐。所有綠光、青光，在照到M錐的同時必然也在照L錐。大腦收到的永遠是混合信號。

圖源：wikipedia

你可能會想，那用很細的光束只打一個M錐不就行了？

也不行。光穿過角膜和晶狀體后會衍射和模糊，一個點光源到了視網(wǎng)膜上變成一團光斑，遠大于單個視錐細胞。瞄準(zhǔn)一個M錐打過去，光不可避免地灑到旁邊的L錐上。

所以，限制你能看到多少種顏色的，不是物理學(xué)（光譜是連續(xù)的），而是你眼球的生物學(xué)布線：光譜重疊讓你沒法在“光的種類”上做分離，光學(xué)模糊讓你沒法在“光的位置”上做分離。

兩道枷鎖，伯克利團隊花了十幾年把它們“拆掉”了。

第一道，用自適應(yīng)光學(xué)校正眼球的光學(xué)畸變，把激光聚焦到單個視錐細胞大小的點上（這項技術(shù)最早由天文學(xué)家發(fā)明，用來校正大氣湍流）。

圖源：berkeley

第二道，用高分辨率視網(wǎng)膜成像逐個鑒定多達約一千個視錐細胞的類型和位置，畫出一張視網(wǎng)膜地圖。這一步極其耗時，也是為什么實驗只做了五個人。

圖源： christineacurcio

兩道枷鎖拆完，剩下的邏輯很直接。系統(tǒng)用紅外光實時追蹤視網(wǎng)膜（受試者看不到），同時用一支543納米的綠色激光以每秒約十萬次的速率掃描目標(biāo)區(qū)域，掃到M錐時釋放光劑量，掃到L錐和S錐時跳過。只點亮M錐，關(guān)閉一切其他細胞。

實際體驗比描述樸素得多：

要滴散瞳藥，咬住一根固定頭部的金屬棒，盯著固定點。每次眨眼系統(tǒng)就得重新校準(zhǔn)，所以olo每次只能維持幾秒，視野大約相當(dāng)于手臂伸直后食指指甲的大小。

但就是這幾秒，五個人都看到了同一種東西：一種極端飽和的藍綠色，比自然界中最純的青色激光還要鮮艷得多。

下圖展示了受試者在實驗中看到的兩種視角：

左側(cè)顏色匹配視角：受試者實際盯著的畫面，一個大灰色圓，中間偏右有一個小橙色方塊，olo出現(xiàn)的位置。 右側(cè)刷新間隔視角：每次olo刺激之間的間隔期，受試者看到的是一張彩色馬賽克圖案，用于清除視覺殘留，防止之前的顏色干擾下一次判斷。 受試者要調(diào)節(jié)一盞燈來匹配這個方塊的顏色。位置在注視點（gaze target）偏4°的地方。圖源：文獻

奧斯汀·魯達（Austin Roorda，伯克利視光學(xué)院教授，受試者之一）說，把olo和實驗室里最純的單色光放在一起，后者顯得蒼白。

為了量化olo有多“超標(biāo)”，研究者讓受試者用一盞可以調(diào)節(jié)波長的燈去匹配olo。結(jié)果每次都必須往里摻大量白光才能報告“差不多了”。換句話說，olo的飽和度超出了所有自然光能達到的范圍。

論文給出了一個最接近的屏幕色值（就是當(dāng)前的字體顏色），但它和olo的關(guān)系大概類似于手機照片和親眼看到極光的關(guān)系。

圖源：網(wǎng)絡(luò)

一個好玩的細節(jié)：給olo起名字的人叫詹姆斯方（James Fong），論文第一作者。olo來自LMS色彩空間中的坐標(biāo)(0, 1, 0)，意思是L錐激活為零、M錐滿格、S錐為零，用黑客文字拼出來就是olo。

詹姆斯花了博士期間的大量時間研究這種顏色，但截至論文發(fā)表時自己從未見過。實驗名額靠抽簽，他手氣不好。

這項研究有意義的點不只是技術(shù)本身，而是它提出的一個新原理。你的手機屏幕混合紅綠藍三種LED來騙過視錐細胞，讓它們以為自己在看日落。

所有屏幕、打印機、投影儀都這么干，但這套方法永遠無法超出自然色域。

Oz系統(tǒng)換了一條路：不控制光的光譜組成，而是控制光落在視網(wǎng)膜上的空間位置。用一支波長固定的激光，僅通過選擇"照誰不照誰"，就能產(chǎn)生一系列不同的顏色，包括olo這種自然光無論怎么混合都不可能達到的顏色。同一支激光筆，多種顏色。

論文發(fā)表在2025年4月的Science Advances上后，學(xué)術(shù)界爭論很快兩極化。華盛頓大學(xué)眼科學(xué)教授杰·內(nèi)茨（Jay Neitz）稱之為“幾乎屬于科幻的技術(shù)壯舉”。

Jay Neitz 圖源：creativemornings

而倫敦的色覺研究者約翰·巴伯（John Barbur）則在《衛(wèi)報》上直接說：這不是新顏色，只是一種更飽和的綠色。

爭論的核心在于olo的色調(diào)可以被識別為藍綠或青色（受試者自己也這么說），它的新穎之處在于飽和度被推到了自然條件下不可能達到的程度。

這算“新”嗎？取決于你怎么定義“一種顏色”。

你看到的顏色空間有邊界，而這個邊界不是世界的邊界，是你的邊界。光譜是連續(xù)的、均勻的，但你的三種視錐細胞和它們之間的重疊關(guān)系，只允許你看到其中一個有限的切面。

繞過限制，大腦立刻就能處理它從未收到過的信號比例，而且五個人的反應(yīng)幾乎一模一樣。大腦沒有崩潰，它只是平靜地翻譯出了一個新的顏色。

翡翠城的騙局說的是：綠色不在城市里，在你戴的眼鏡上。olo說的是同一件事：顏色不在光里，在你的視錐和大腦的翻譯過程里。

論文發(fā)表幾天后，英國藝術(shù)家斯圖爾特·森普爾（Stuart Semple）推出了一管叫YOLO的丙烯顏料，聲稱能近似olo。

圖源：dezeen

伯克利團隊回應(yīng)很干脆：任何你能買到的顏色，放在olo面前都會顯得蒼白。森普爾自己也清楚：“當(dāng)然比不上真正往眼睛里打激光?！?/p>

不必等到Oz系統(tǒng)覆蓋更大視野、給色盲患者展示新顏色、或者嘗試給人類制造四色視覺的那一天。

至少olo已經(jīng)說清了一件事：你此刻看到的每一種顏色，都不是世界本來的樣子，而是你的視錐細胞和大腦協(xié)商出來的一個妥協(xié)版本。

參考資料：

Fong, J.?, Doyle, H.K.?, Wang, C.? et al. (2025). Novel color via stimulation of individual photoreceptors at population scale. Science Advances, 11(16), eadu1052.

Schmidt, B.P., Boehm, A.E., Tuten, W.S. & Roorda, A. (2019). Spatial summation of individual cones in human color vision. PLOS ONE, 14(7), e0211397.

Hofer, H., Carroll, J., Neitz, J., Neitz, M. & Williams, D.R. (2005). Organization of the human trichromatic cone mosaic. Journal of Neuroscience, 25(42), 9669–9679.

Jordan, G., Deeb, S.S., Bosten, J.M. & Mollon, J.D. (2010). The dimensionality of color vision in carriers of anomalous trichromacy. Journal of Vision, 10(8), 12.

Crane, H.D. & Piantanida, T.P. (1983). On seeing reddish green and yellowish blue. Science, 221(4615), 1078–1080.

Pandiyan, V.P. et al. (2022). Characterizing cone spectral classification by optoretinography. Biomedical Optics Express, 13(12), 6574.

來源：把科學(xué)帶回家

編輯：晨曙

轉(zhuǎn)載內(nèi)容僅代表作者觀點

不代表中科院物理所立場

如需轉(zhuǎn)載請聯(lián)系原公眾號