Bebar Bilim · Merak, evrenin en iyi başlangıç noktasıdır.
Fizik ve Matematik

RENK DİYE BİR ŞEY YOK!

▶ YouTube’da izle ↗

Oynatınca YouTube’a bağlanılır. YouTube’da aç ↗

Bu yazı, 24 Aralık 2023 tarihinde yayımlanan Bebar Bilim videosunun metninden uyarlanmıştır. Güncel gelişmeler içeren değerlendirmeler özgün yayın tarihinin bağlamındadır.

Bazı şeyleri açıklamak çok zor değil mi? Bir bebeği, bir yavru kediyi kucağınıza aldığınızda hissettikleriniz mesela. İlk aşkınızı gördüğünüzde ya da bir sanat eserine bakıp söyleyecek hiçbir şey bulamayıp öylece kalakaldığınızda… Aşktan bahsediyoruz, sanattan veya öfkeden bahsediyoruz. Tabi tanım yapabilirsiniz, kelimelerle, vücut diliyle, benzetmelerle bir kalıba oturtmaya çalışabilir, mümkün olduğunca “somut” hale getirmeye çalışabilirsiniz. Ama “evrensel” olmaz bu tanımlar. Bir “öznellik” kokusu kalır hep içinde. Tüm bunları alıp düşündüğünüzde aynı şey ne için geçerli biliyor musunuz? Renkler… Evet.

Halbuki ne kadar gerçek görünüyorlar değil mi? Güneşin sarısı, ağaçların yeşili, gökyüzünün mavisi… Hepsi koca bir illüzyondan başka bir şey değil. Renkler, renklerimiz. Dünyayı algılama biçimimizin en önemli parçalarından biri. Ve renklerle ilgili “gerçeği” öğrenmek işte dünyayı algılama biçimimize bakış açımızı da değiştirebilir. Haydi birlikte öğrenelim bu gerçeği o halde. Renkler somut bir “şey” değil demiştik.

Renklerle ilgili yapılan tüm tanımlar da aşk gibi, korku gibi haliyle onları “deneyimleme” biçimimizle alakalı oluyor. Renkler söz konusu olduğunda çok daha ortak bir paydada buluşabiliyoruz zira bu renkleri tanımlayan tür olarak biz “insanlık” bazı fiziksel özelliklerimiz nedeniyle hepimiz bu “illüzyonu” paylaşıyoruz. Herkes bir “illüzyon” üzerinde hemfikir olduğunda o “şey” gerçekmiş gibi gelebiliyor haliyle.

Büyük çoğunluğumuzun “yeşil” olarak kabul ettiği, üzerinde anlaştığı bir “dalga boyu” var, evet, ancak bu o ışığın “yeşil” olduğu anlamına gelmez. "Yeşil" olarak adlandırdığımız renk, genellikle 495 ila 570 nanometre arasında dalga boylarına karşılık gelir. Bu dalga boyları, insan gözünün yeşil rengi algılamak için özelleşmiş olan orta dalga boyu koni hücreleri tarafından algılanır. Ancak, bu, ışığın kendisinin "yeşil" olduğu anlamına gelmez. Işık, insan gözünün ve beyninin algıladığı bir spektrumda yer alan elektromanyetik bir dalgadır.

Ama renklerle ilgili sorun şu, aşk gibi bir duygunun aksine renklerin “öznelliğini” bilimsel olarak çalışabiliyoruz. Örneğin diğer insansı türlerin de dünyayı bizimle çok benzer şekilde gördüğünü ve köpeklerin dünyayı çok farklı şekilde gördüğünü kesin olarak bilebiliyoruz. Köpekler, insanlara kıyasla daha az renkli bir dünyayı algılarlar çünkü sadece iki tip koni hücresine sahiptirler. Bu, köpeklerin özellikle mavi ve sarı renkleri ayırt edebildiği, ancak kırmızı ve yeşili ayırt etmede zorlandığı anlamına gelir. Bu fark, evrimsel süreçte avcılık ve hayatta kalma ihtiyaçlarına göre şekillenen görsel sistemlerin bir sonucudur.

Biraz bu bilimsel kısmı konuşabiliriz burada. Işık, foton adı verilen minik parçacıklar halinde hareket eder. Bu fotonlar gözümüze ulaştığında, onları algılamak için gözümüzün arkasında bulunan özel hücreler, yani koni hücreleri devreye girer. İnsan gözünde üç tip koni hücresi vardır ve her biri farklı dalga boylarındaki ışığı algılar. Bu hücreler, kırmızı, yeşil ve mavi ışığı algılayacak şekilde özelleşmiştir.

Bir foton, bu koni hücrelerinden birine çarptığında, hücre bu ışığı algılar ve beyne bir sinyal gönderir. Ancak, biz sadece bu üç tip koni hücresiyle sınırlı olduğumuz için, ışığın tam spektrumunu göremeyiz. Yani, etraftaki tüm farklı frekanslardaki ışıkları tam olarak algılayamayız.

Beynimiz, bu üç koni hücresinden gelen bilgileri birleştirerek, gördüğümüz renkleri oluşturur. Bu süreç, biraz bir bulmaca çözmeye benzer. Beyin, kısıtlı bilgilerle tam bir resim oluşturmaya çalışır. Örneğin, gözümüze kırmızı ve yeşil ışık aynı anda çarptığında, beyin bu iki sinyali birleştirerek sarı rengi oluşturur. Bu, gördüğümüz renklerin aslında beyin tarafından yapılan bir çıkarım olduğunu gösterir. İşte bu nedenle, renklerin algılanması hem çok kişisel hem de karmaşık bir süreçtir.

Gözlerimiz, renkleri algılamak için üç tip koni hücresi kullanır demiştik. Bu koni hücresi tipleri, temelde kırmızı, yeşil ve mavi ışıkları algılarlar ve gözlerimiz de gelen ışığı algılamak için bu üç rengin kombinasyonlarını kullanır. Bu süreç, bir sanatçının sınırlı sayıda boya ile bir resim yapmasına benzer; gözlerimiz de sınırlı renklerle geniş bir renk paletini yeniden oluşturmaya çalışır.

Ancak, bu yöntem bazen renkleri tam olarak ayırt etmekte zorluklara yol açabilir. Örneğin, bazı insanlar özellikle yeşil ve kırmızı arasındaki farkı ayırt etmekte zorlanır. Bu durum, renk körlüğü olarak bilinir ve genellikle genetik bir durumdur. Erkeklerde renk körlüğü daha sık görülür; her 12 erkekten 1’inde ve her 200 kadından 1’inde renk körlüğü görülür.

Bu ilginç bir şekilde, dijital ekranların çalışma prensibine de benzer. Akıllı telefonlarınız, bilgisayarlarınız ve televizyonlarınız, gerçekte yalnızca kırmızı, yeşil ve mavi (RGB) pikselleri kullanır. Bu üç renk, ekran üzerinde farklı yoğunluklarda birleştirilerek geniş bir renk yelpazesi oluşturur. Bu, gözlerimizin yaptığına çok benzer; yani ekranlar da, sınırlı sayıda renk kullanarak renklerin bir "ilüzyonunu" yaratır.

Bu nedenlerdir ki kameraların bizim gibi yorumlama yeteneği olmadığı için aslında bize aynı gibi görünen fakat bilgisayarların farklı yorumladığı renkler üretebiliriz. Bu özellik de kağıt paraların güvenliği konusunda çok önemlidir. O yüzden sahte para üretmek çok zordur.

Koni hücresi konusu, gerçekten de oldukça karmaşık ve çeşitlilik gösteren bir alan. İnsanlarda, renk algısını sağlayan üç tip koni hücresi bulunur: kırmızı, yeşil ve mavi ışığı algılayanlar. Ancak, doğadaki diğer canlılarda bu durum oldukça farklıdır. Birçok böcek ve kuş türü, insanların göremediği ultraviyole (UV) ışıkları görebilir. Biz insanlar için "morötesi" olarak adlandırdığımız bu ışık spektrumu, bizim gözlerimizle algılanamasa da, bazı canlılar için görünür ve önemlidir.

Ultraviyole ışığı görebilme yeteneği, özellikle kuşlar ve böcekler için doğal dünyada çeşitli işlevler görebilir. Örneğin, bazı kuş türlerinin tüylerinde UV ışığını yansıtan özel pigmentler bulunur. Bu tüyler, insan gözüne sıradan görünse de, kuşlar arasında eşleşme ve iletişimde önemli rol oynar. Benzer şekilde, bazı çiçekler de böcekleri cezbetmek için UV ışığı yayarlar. Bu çiçekler, insan gözüne normal renklerde görünse de, böcekler için ekstra bir çekicilik unsuru taşıyan UV desenlerine sahiptir.

Ve tabi. 4 veya üstü koni hücresine sahip canlılar da var. Bu konuda rekor mantis karidesine ait. Binlerce gözü bulunan bu karidesin her bir gözünde 16 tane koni hücresi bulunur. Bu gözler bizde olsaydı büyük ihtimalle beynimiz bu kadar fazla renk cümbüşünü kaldıramayabilirdi. Bizim de dahil olduğumuz birçok türün neden üç konisi olduğuna dair teorilerden biri meyvelerin olgunlaşıp olgunalşmadığını anlayabilmemizi sağlaması olduğunu söylüyor. Fakat mantis karidesinin neden 16 koniye sahip olduğunu henüz bilmiyoruz.

Denizlerin derinliklerinde, ışığın nüfuz edemediği bölgelerde yaşayan hayvanların çoğu kısıtlı veya hiç görüş yeteneğine sahip değildir. Bu karanlık ortamda, bazı deniz canlıları benzersiz adaptasyonlar geliştirmişlerdir. Özellikle Siyah Ejder Balığı, bu derin deniz canlıları arasında dikkat çekici bir örnektir.

Siyah Ejder Balığı, vücudundan kızıl ışınlar yayarak etrafını aydınlatma yeteneğine sahiptir. Bu yetenek, derin denizlerdeki hayat için oldukça önemlidir çünkü burada ışık neredeyse hiç yoktur. Bu balığın yaydığı kızıl ışık, insan gözü tarafından kolaylıkla algılanamaz, ancak Siyah Ejder Balığı bu ışığı kullanarak avını tespit eder ve çevresini algılar.

Bu adaptasyon, diğer deniz canlıları için gizli bir avcılık avantajı sağlar. Çünkü su, kırmızı ışığı sönümlediği için, bu ışığı algılayacak şekilde evrimleşmemiş diğer canlılar, Siyah Ejder Balığı’nın varlığını fark edemezler. Bu, Siyah Ejder Balığı için bir tür "gizli mod" işlevi görür. Denizdeki kırmızı ışık sönümlemesi, derinliklerdeki ışığın nasıl dağıldığını gösterir; daha uzun dalga boyları (kırmızı ışık gibi) daha kısa mesafelerde sönümlenirken, kısa dalga boyları (mavi ve yeşil ışık gibi) daha uzun mesafeleri kat edebilir.

Yani bazı türlerin elektromanyetik spektrumun çok büyük kısmını görememesi garip gelebilir ama bizim de bu türlerden farkımız olmadığını unutmamak lazım. Bize göre görünebilir olduğu için “görülebilir spektrum” mesela Güneş’in spektrumunun en parlak kısmıdır. Görme yeteneği de bir canlı için çok çok avantajlı olduğu için yaşam bu yeteneği farklı şekillerde 50’den fazla kez geliştirmiştir. Bu, farklı canlı gruplarının, çevrelerini algılamak ve hayatta kalmak için görme yeteneğini ayrı ayrı geliştirdiği anlamına gelir.

Bu fenomen, "konvergent evrim" olarak adlandırılır ve farklı canlı türlerinin benzer çevresel baskılara benzer çözümler geliştirdiğini gösterir. Görme yeteneği, av bulma, avcılardan kaçma, eş bulma ve çevresel değişikliklere tepki verme gibi temel hayatta kalma faaliyetlerinde kritik bir rol oynar. Bu nedenle, görme, canlılar için o kadar önemli bir yetenektir ki, birçok farklı türde bağımsız olarak ortaya çıkmıştır.

Gözlerin evrimi, basit ışık algılayıcı yapılarla başlamış ve zaman içinde daha karmaşık görsel sistemlere doğru ilerlemiştir. Örneğin, bazı basit tek hücreli organizmalar sadece ışığın varlığını veya yokluğunu algılayabilirken, daha karmaşık çok hücreli organizmalar, renkleri, şekilleri ve hatta hareketi algılayabilen detaylı görsel sistemlere sahiptir.

Gözlerin bu bağımsız evrimi, farklı canlı gruplarında farklı tiplerde göz yapılarına yol açmıştır. Örneğin, omurgasız hayvanlarda bileşik gözler görülürken, omurgalılarda kamera tipi gözler evrimleşmiştir. Bu çeşitlilik, gözlerin ve görme yeteneğinin canlılar için ne kadar temel ve evrensel bir adaptasyon olduğunu gösterir. Buradaki olay da şu.

Işık, elektromanyetik spektrum içinde çok çeşitli dalga boylarında var olur ve bu dalga boyları farklı renk algılarına neden olabilir. Ancak, hangi dalga boyunun hangi renge karşılık geldiği, gözlemleyen canlının göz yapısına bağlıdır. Bu nedenle, renkler gözlemleyen türe göre değişir ve bu, renklerin öznel doğasını ortaya koyar.

Gökkuşağı, bu öznel algının güzel bir örneğidir. Gökkuşağı renkleri, güneş ışığının yağmur damlaları içinde kırılması ve dağılması sonucu oluşur. Bu renkler, ışığın farklı dalga boylarının gözümüze ulaşan farklı miktarları olarak algılanır. İnsan gözü, kırmızıdan mora kadar çeşitli renkleri algılayabilir, çünkü bu dalga boyları görülebilir spektrum içindedir. Ancak, gökkuşağının herkes tarafından aynı şekilde görülmesi, aslında bir illüzyondur. Farklı canlılar, farklı dalga boylarını algılayabilir ve bu da onların renkleri farklı şekillerde algılamalarına neden olur.

Örneğin, bir köpek gökkuşağını insanlardan farklı algılar çünkü köpeklerin renk algılama yeteneği insanlardan daha sınırlıdır. Bazı böcekler ve kuşlar ise ultraviyole ışığı algılayabilirler ve bu, onların gökkuşağını insanlardan tamamen farklı bir şekilde algılamalarına neden olabilir. Renklerin "somut" veya "objektif" olmaması, yani herkes tarafından aynı şekilde algılanmaması, fotoğrafçılıkta bazı zorluklara yol açar. Fotoğrafçılıkta kullanılan filmler veya dijital sensörler, ışığı ve renkleri belirli bir şekilde yakalar. Ancak, farklı ışık koşullarında aynı nesnenin farklı renklerde görünebilmesi, bu süreci karmaşıklaştırır.

Örneğin, sarı bir ışığa maruz kaldığında sarıya dönüşen bir madde yapmak, fotoğrafçılık açısından zordur. Çünkü aynı madde, sarı ışık altında farklı bir renk (pembe veya mavi gibi) olarak görünebilir. Fotoğraf filmi veya dijital sensörler, ışığa nasıl tepki verdiklerine bağlı olarak farklı renkler yakalayabilir. Bu yüzden, her türlü ışık koşulunda "doğru" renkleri yakalayabilen bir film veya sensör tasarlamak zordur.

Aynı zamanda, insan gözünün göremediği ışık türlerine (kızılötesi veya ultraviyole gibi) duyarlı filmler de üretilebilir. Bu tür filmler, gözümüzle göremeyeceğimiz ışık dalga boylarını yakalar ve bu sayede farklı bir görsel deneyim sunarlar. Kızılötesi film kullanarak, normalde göremediğimiz ısı kaynaklarını gösteren fotoğraflar çekilebilir. Ultraviyole filmler ise, bazı hayvanların ve bitkilerin UV ışığı altında nasıl göründüğünü ortaya çıkarabilir.

Ki aslında bilimsel fotoğraflarda da, buna galaksiler de dahil, hücre fotoğrafları da aslında “sahte renkli” görüntülerdir. Yani teleskoplarda vs. kullanılan kameralar radyo dalgaları gibi bizim göremediğimiz ışığı algılayabilirler ve bilim insanları bunu bizim görebileceğimiz renklere uyarlar, dönüştürürler. Yani. Öyle olmasaydı zaten astronomi çok sıkıcı olabilirdi. İşte böyle.

Renklerin aslında “öznel” deneyimlerimiz olduğunu, her türün bizim “gerçeklik” olarak düşündüğümüz bir olguyu tamamen başka şekillerde görebilmesi, bunu düşünmek bile insanın “çeşitliliği” daha iyi anlamasına, farklılıklara daha saygılı olmasına bir sebep aslında. Bu neredeyse her şey için böyle. Bizim için tek, doğru, değişmek gibi görünen birçok şey farklı bakış açılarından bakıldığında bambaşka anlamlara, renklere sahip olabilir. Bir de böyle bakmak gerekiyor galiba. Sevgiler…0

Kaynaklar ve ilgili okumalar

  1. Özgün Bebar Bilim videosu
  2. İlgili okuma (Wikipedia, İngilizce): Color