这种奇特的色彩感知机制曾让生物学家和语言学家困惑了100多年。因为我们眼球中负责感光的视锥细胞只有3种，而大脑处理视觉的神经网络也无法解释这4种纯色。直到2026年，加利福尼亚大学伯克利分校的学者的一项研究，终于解开了这个色彩之谜。
探索生物科学
研究员 Alexander Belsten 与神经科学家 Bruno Olshausen 发现，谜底其实藏在大自然本身的色彩组合中。大自然展现的色彩谱系其实非常局限，且极不均匀。为了用最简单的方式处理如此庞杂的视觉信息，人类大脑采取了一种名为“稀疏编码”的策略。这种策略最早由 Horace Barlow 在20世纪60年代提出，即大脑会尽可能减少 神经元的活动来编码感官信息。
研究人员模拟了人类眼球中的3种视锥细胞在面对纯自然场景时的反应。结果发现，自然界中绝大多数像素其实都是暗淡无光的灰色。在为数不多的色彩中，大自然的颜色分布呈现出强烈的不对称性：除了树干、岩石和土壤中较为饱和的红色外，自然界的其他色调(如天空的浅蓝和植物的黄绿)大多极不饱和。
在这种极不对称的自然色彩分布下，如果大脑想要用最少的神经元高效、无损地还原所有颜色，4个神经元是最完美的配置。这4个神经元恰好对应了红、黄、绿、蓝4种纯色。通过这种设计，大脑不仅能用任意两种颜色的组合来表示所有色调，还自然而然地形成了两两对立的互补机制。正如 Bruno Olshausen 所解释的，这就像东南西北4个方向，如果你说自己正往北走，就意味着你绝没有往南走。
Ewald Hering绘制的“原色”图
这一发现完美调和了19世纪末色彩视觉领域两大理论长达百年的争论。当时，Hermann von Helmholtz 提出视觉始于3种感光受体，而 Ewald Hering 则认为视觉基于4种独特的对立纯色。如今看来，他们都是对的。前者描述的是视网膜上的生理感光机制，而后者则从心理学层面解释了我们对颜色的主观感知，而这种感知正是由我们身处的自然视觉环境塑造而成的。
10年前，E. Paxon Frady 曾利用互联网图片得出过类似结论，而这次使用经过精准校准的自然场景数据集，进一步证实了这一规律。这项研究不仅揭示了人类视觉的奥秘，未来或许还将为人工智能和神经网络的高效运算提供全新的启示。