Les couleurs ne sont pas les ondes: le rose n’existe pas en dehors de notre cerveau

L’objectif de cet article est de pouvoir développer ici ce que j’ai compris de la nature des couleurs. Par ailleurs, c’est une très bonne occasion d’expliquer clairement la différence que je fais entre « la carte et le territoire ».

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La couleur rose n’existe pas dans la nature, le marron non plus.
Et je vais vous le prouver, si vous voulez bien lire ce qui suit. 

Résultat de recherche d'images pour "rose couleur"

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« Mais d’ou tu me dis que le rose existe pas, je le vois très bien, moi, le rose. Et puis les flamands rose, ils sont pas rose peut être? »

Résultat de recherche d'images pour "flamant rose"

En effet, lorsqu’on regarde un flamand rose, on voit un gros oiseau avec les plumes plus ou moins rosées. Il est assez facile d’en faire l’expérience même en France, il y en a dans beaucoup de zoos.
Nos yeux sont des organes issus de la sélection naturelle qui sont dotés de la capacité de capter les ondes électromagnétiques, dont la fréquence est comprise environ entre 400 et 800 nm.

Résultat de recherche d'images pour "spectre visible"

Plus la longueur d’onde est petite (vers la gauche sur le spectre), plus l’onde oscille vite à travers le temps et plus elle est chargée en énergie (donc potentiellement dangereuse pour notre organisme). A l’inverse, plus on va vers la droite, plus l’onde oscille lentement. Enfin, peu importe, c’est pas tellement le propos.

Mon propos est le suivant: OU se trouve la couleur rose sur ce spectre visible, hm?
Spoiler alert: nul part. Le rose n’est pas une couleur qui fait partie du spectre visible, c’est à dire qu’on ne peut pas l’associer à une unique longueur d’onde qui existerait dans la nature.

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« Eh, tu dis n’importe quoi, d’abord, regarde, moi j’ai été voir sur google et sur Wikipédia et j’ai trouvé une image ou on voit très clairement le rose sur le spectre!!! »

Résultat de recherche d'images pour "spectre lumineux rose"

« Alors, c’est qui qui est en PLS? »

Ok, tu as trouvé une image sur internet ou le rose est affiché sur le spectre. Mais observe concrètement ce que tu es en train de faire: tu es en train de regarder une image sur un écran d’ordinateur.
Quelle est la valeur épistémologique de ton image, en quoi cela constitue une preuve que le rose est véritablement présent sur le spectre lumineux ? Pas énorme.
En fait, plutôt que de simplement chercher sur google, je t’invite à faire toi même l’expérience de décomposer la lumière visible avec un prisme dans la nature. Tu peux le faire avec n’importe quel bout de plastique transparent ou un stylo si tu oriente bien la lumière (je le sais, je le fais souvent en entretien avec mon stylo)

Si tu fais l’expérience, tu verras que le rose n’est pas présent sur le spectre qui apparaît quand l’objet décompose la lumière du soleil.

spectre-absorption-emission2.png

Je tiens d’ailleurs à souligner que moi aussi je ne fais ici que te montrer une image sur un écran de PC. Je t’invite à ne pas me croire sur parole et à faire toi même l’expérience en vrai. Rien de tel que l’expérimentation personnelle pour tester des hypothèses. Et puis moi, je peux aussi me tromper et dire des bêtises.

En fait, c’est juste que sur internet il y a de fausses informations qui induisent en erreur. C’est pour ça que c’est important de vérifier les informations avant d’en conclure que, ouf, c’est bon notre croyances est sauvée. Non non, je suis désolé mais le rose n’existe vraiment pas dans la nature. Et le marron non plus d’ailleurs. Et pour info, les termes « rose » et « marron » sont totalement absents de la page wiki consacrée au spectre visible.

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« Mais alors pourquoi je peux voir du rose, si le rose est pas une couleur sur le spectre visible? »

Très bonne question. Pour comprendre ça, il faut que tu comprenne la différence entre les couleurs et les ondes électromagnétiques, car ce n’est pas la même chose, même si dans notre utilisation habituelle du langage on ne fait généralement pas la différence.

 

Ce qu’il se passe au niveau physique

Les ondes électromagnétiques, dont la lumière fait partie, sont des phénomènes physiques qui se propagent à travers l’espace et qui interagissent avec la matière (plus ou moins intensément), en transportant au passage de l’énergie en quantité plus ou moins importante suivant la longueur d’onde, la vitesse de l’oscillation.

Les ultraviolets vont par exemple chauffer ta peau quand tu es au soleil, voir la cramer si tu y restes trop longtemps et que tu mets pas de crème solaire.

La chaleur émet toujours des rayonnements infrarouge, ce qui va permettre d’utiliser une caméra infrarouge pour voir dans la nuit tout ce qui émet de la chaleur (comme des animaux ou des traces de pas)

Les rayons X peuvent traverser la matière organique sans être absorbés, ils vont permettre de faire des radios pour voir l’intérieur du corps avec une machine qui peut analyser les ondes de cette longueur d’onde la.

Les micros ondes peuvent chauffer la nourriture dans un four ou envoyer des données d’une Box internet à ton ordinateur.

Les ondes radio permettent d’envoyer des messages même depuis de grandes distances, par exemple pour donner des directives au robot Curiosity sur Mars. (notons qu’il faut 4 minutes pour qu’une onde radio qui part de la terre arrive jusqu’à Mars, et pourtant elle se déplace à la vitesse de la lumière…)

Et enfin, les ondes lumineuses peuvent interagir avec les cônes et les bâtonnets de notre rétine, ce qui enverra une information au cerveau sur son environnement. Les bâtonnets sont doués pour percevoir les niveaux d’intensité lumineuse, et nuls pour percevoir les couleurs. A l’inverse, les cônes sont nuls pour identifier les intensités lumineuses, mais doués pour percevoir les couleurs.

La plupart des êtres humains ont trois types de cônes. Ceux qui perçoivent les longueurs d’onde autour de 420nm, ceux qui perçoivent autour de 530, et ceux qui perçoivent autour de 565.

Autrement dit, les cônes S perçoivent le bleu/cyan/vert, les cônes M le cyan/vert/jaune, et les cônes L le vert/jaune/rouge.

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Il existe des cas ou des humains n’ont que 2 type de cônes qui fonctionnent, d’autres ou ils n’en ont aucun qui fonctionnent, d’autres encore ou ils ont 4 types de cônes. Je ne m’étends pas sur le sujet qui renvoie à des atypies que je connais mal, et si vous voulez en savoir plus, je vous renvoie à la vidéo de DTC sur le sujet des « dischromatopsie, une anomalie de la perception des couleurs. »

 

Ce qu’il se passe au niveau psychologique

Au niveau psychologique, donc, ce qui se présente à notre conscience quand on voit de la lumière, ce ne sont pas des ondes électromagnétiques, ce sont des couleurs.

Les couleurs sont une expérience phénoménologique, c’est à dire une expérience subjective, qui a émergé de la sélection naturelle parce qu’elle était visiblement particulièrement utile pour se représenter son environnement et ainsi plus facilement éviter les prédateurs ou trouver des ressources pour satisfaire nos besoins (il y a un super TED sur le sujet ou on voit la différence entre une image en noir et blanc ou on voit mal les buissons, et la même image en couleurs ou on voit beaucoup plus d’infos pertinentes sur l’image, notamment un jaguar caché derrière les feuilles…), promis si je le retrouve je le met en lien).

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Il est parfaitement possible que d’autres animaux, qui ont davantage de cônes que nous, ou moins de cônes que nous, aient une expérience subjective des couleurs très différente de la notre, celle des humains (qui n’ont pas de dischromatopsie, s’entend.)

Il existe même une crevette qui a 12 types de cônes… après dans son cas, elle a beau avoir plein de cônes, vu qu’elle a pas un cerveau super performant pour s’en servir (car elle en a pas besoin), il semble que sa perception des couleurs soit assez rudimentaire.

« Il est apparu que les squilles ne font pas la différence entre des longueurs d’onde séparées de moins de 25 nanomètres, confondant par exemple l’orange clair et le jaune foncé.« 

Ainsi donc, l’orange clair et le jaune foncé, qui pour nous sont très clairement distinctes, sont compris par le cerveau de la crevette comme étant la même couleur.  

La crevette et l’homme perçoivent la même information physique, la même onde électromagnétique, mais ils n’ont pas du tout la même expérience phénoménologique, leur réalité subjective n’est pas la même.

D’ailleurs, ce genre d’image aussi est assez trompeuse:

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Car l’image sous entend que ce dont le chien fait l’expérience, c’est de voir le monde en bleu et en jaune. En réalité, on en sait strictement rien (à moins que je n’ai pas l’information et si c’est le cas je serais ravi d’être contredit).
On sait que les cônes de la rétine du chien lui permettent de percevoir les longueurs d’ondes aux alentours de 400 et de 800 nm, que ses cônes ne perçoivent pas les longueurs d’onde entre 500 et 600 nm.
Mais on ne sait pas à quoi ressemble l’expérience subjective du chien. Peut être que sa représentation mentale des couleurs est très différente de la nôtre, peut être que « notre bleu » est pour lui perçu comme étant du rouge, ou une couleur qu’on ne peut même pas s’imaginer…

 

« Ok, mais j’ai vraiment l’impression que tu digresse, la. Moi tout ça je m’en fous un peu en vrai, je veux savoir comment ça se fait que je perçois du rose si le rose est pas une couleur présente dans le spectre visible… »

J’y viens, t’affole pas. Déjà, je tiens à répéter un truc qui est important et qui peut être dur à rentrer dans sa tête: Les ondes électromagnétiques et les couleurs, c’est pas la même chose.

Les ondes électromagnétique font partie des phénomènes physiques de l’univers, qu’il y ait quelqu’un pour les percevoir ou pas. C’est un phénomène physique qui peut être perçu par nos capteurs sensoriels, placés dans la rétine de nos yeux.

Les couleurs quand à elles n’existent qu’à l’intérieur du cerveau d’un être vivant, ce sont des constructions par le cerveau pour se représenter mentalement les ondes et les distinguer les unes des autres. Parce que faire ça, même si ça coûte de l’énergie à l’organisme, à été utile à notre survie dans notre histoire évolutive.

***

Afin de démontrer qu’il y a une différence notable entre les ondes captées par la rétine et les couleurs perçues par la conscience, je vais prendre un exemple:

De quelle couleur est cet objet ?

Résultat de recherche d'images pour "citron"

 

On est tous d’accord, ceci est un citron jaune, n’est-ce pas? Et comment avez vous perçu ce citron jaune? A travers un écran.

Comme vous le savez sans doute, cet écran n’émet en réalité pas la moindre lumière jaune. Vous pouvez vous en rendre compte si vous regardez de près votre écran et si ses pixels ne sont pas trop petits (sur un smartphone moderne, les pixels sont invisibles à l’œil nu. Mais sur un écran classique de PC, ou mieux sur une télé, c’est facile de s’en rendre compte)

Les seules ondes que votre écran vous envoie, ce sont des ondes qui correspondent subjectivement au bleu, au rouge et au vert. Car ce sont les couleurs primaires de la lumière, avec lesquelles on peut reconstituer sur un écran des millions de couleurs différentes juste en faisant varier les contrastes sur chacun des pixels.
Ceci pour la simple raison que chacune de ces trois couleurs primaire activera un et uniquement un des trois différents cônes de la rétine. 

***

Exemple de zoom sur les pixels de l’écran, avec une autre photo de citron:

J’aurais bien aimé zoomer la photo jusqu’à bien afficher les pixels mais mon smartphone actuel a pas une définition suffisante pour le faire. Je pouvais le faire avec l’APN 22Mpx il y a quelques années, mais que j’ai pas sous le coude. Bref, pour plus de clarté en attendant voilà à quoi ressemble un écran LCD vu de près avec des photos que j’ai prises sur le net:

Résultat de recherche d'images pour "pixels lcd"

Et voilà à quoi ressemblent des pixels vu d’encore plus près:

Résultat de recherche d'images pour "pixels lcd"

Comme vous l’avez donc peut être deviné, la couleur jaune du citron que vous voyez à l’écran pas sur l’écran (puisque l’écran n’affiche que du bleu, du rouge et du bleu), mais uniquement dans votre cerveau.

Il est vrai que si vous regardez un vrai citron qui est posé devant vous, vous percevrez directement une onde éléctromagnétique dont la longueur d’onde correspond au jaune sur le spectre visible, soit entre 565 et 590 nm.
Toutefois ici, vous êtes devant un écran qui n’affiche pas de jaune. Et pourtant, vous avez vu du jaune. Comment est-ce possible?

Eh bien, votre cerveau crée une reconstitution mentale, à partir de la moyenne des différentes longueurs d’onde qu’il perçoit avec ses capteurs rétiniens, les cônes. Il construit une image cohérente dans votre tête, une couleur unie. En l’occurrence, le jaune.

Si on s’intéresse aux mécanismes de la perception des couleurs, on se rend compte que les couleurs primaires de la peinture sont en fait les couleurs secondaires de la lumière.

Résultat de recherche d'images pour "couleurs primaires"

Et vous pouvez ici voir que à partir des couleurs primaires, pour obtenir le jaune du citron sur un écran LCD, il faut combiner le vert et le rouge en proportions égales, et que le bleu soit totalement absent.

Il se trouve que j’ai justement téléchargé une application Androïd (en tapant RVB sur play store, c’est gratuit, hésitez pas à tester vous même) qui me permet de déterminer la proportion de RVB des couleurs que je vois autour de moi avec l’appareil photo du téléphone:

Comme prévu, on se rend compte que la couleur jaune est constituée exclusivement de rouge et de vert en quantité égale, et d’une absence totale de bleu. Puisque le rouge et le vert sont en proportions égales (c’est important), la couleur perçue est donc une sorte d’équivalent de la moyenne des longueurs d’onde captées par les cônes.

Rouge = entre 625 et 740 nm
Vert = entre 520 et 565 nm

Jaune = Entre 565 et 590 nm
Rouge + vert = (625 + 520) / 2 =  572,5 (c’est bien dans l’intervalle du jaune)

Il y a donc une grande différence entre percevoir un vrai citron et percevoir un citron sur un écran d’ordinateur. Le vrai citron n’envoie pas les mêmes longueurs d’onde que l’écran: le citron envoie directement de la lumière jaune, l’écran envoie de la lumière rouge et de la lumière verte.
Dans tous les cas, on perçoit du jaune avec notre esprit. Toutefois, l’information captée par nos sens n’est pas du tout la même. 

***

Et on en arrive donc enfin à la couleur rose… La couleur rose n’a aucun équivalent réel en terme de longueur d’onde électromagnétique, elle n’apparaît à notre conscience qu’en tant que combinaison de plusieurs longueurs d’ondes.

En l’occurrence, pour percevoir du rose sur un écran d’ordinateur, il faut que le pixel s’allume de cette façon: beaucoup de rouge, moyen de bleu, et un peu de vert.

Notons que plus on ajoute de vert et de bleu, plus la couleur s’approche du blanc:

N.B: Si les 3 couleurs sont allumées au max sur un pixel, la couleur perçue est alors le blanc. Si aucune couleur n’est allumée, la couler perçue est alors le noir. Et entre les deux, on peut avoir une quasi infinité de nuances….

Rose.png

Est-ce que cela répond à ta question de savoir pourquoi tu perçois du rose alors qu’il n’existe pas sur le spectre visible ?

 

« Oui mais il y a un truc que je comprend pas. Si les couleurs dont on fait l’expérience subjective sont une sorte de moyenne RVB des longueurs d’ondes qu’on perçoit, et que le rose est une moyenne de différentes longueurs d’onde, alors on devrait pouvoir retrouver le rose sur le spectre visible, non? On retrouve bien le jaune dans ton calcul… »

C’est vrai que ça parait logique. Si (pour des raisons de simplicité de calcul) le rose est plus ou moins équivalent au magenta, qu’on obtient celui-ci en mélangeant du rouge et du vert, alors si on fait le calcul, on devrait pouvoir retrouver la longueur d’onde du rose. Faisons le calcul:
Bleu = 480 nm
Rouge = 650nm
Donc magenta = 565

Et si on regarde sur le spectre:
Résultat de recherche d'images pour "spectre visible nm"

Il n’y a clairement pas de rose à 565nm, même pas un peu. C’est jaune. Ça n’est donc pas aussi simple.

 

« Alors en fait tu dis n’importe quoi depuis tout à l’heure ? »

Oui et non. En fait, ce petit calcul simpliste permet de « sentir » en gros ce qu’il se passe dans le cerveau quand celui-ci combine des longueurs d’onde pour crée des représentations mentales, les couleurs.

Mais ce qui est vraiment important, ce n’est pas tellement la valeur en nm des ondes perçues, plutôt l’intensité de ces différentes ondes les unes par rapport aux autres. Car ce sont ces ondes qui vont stimuler les différents types de cônes sur notre rétine en proportions différentes.

Par exemple pour avoir du jaune, il faut qu’il y ait autant de rouge que de vert sur le pixel. S’il y a trop de l’un ou trop de l’autre, on ne percevra plus du jaune mais autre chose, par exemple du orange ou du vert pomme.

 

« Eh mais il y a du rose sur ton image la. Donc ça veut dire que le rose est une longueur d’onde? »

Non. Cette image représente ce qu’on obtient quand on combine ensemble les couleurs primaires de la lumière.

V + R = Jaune
V + B = Cyan
R + B = magenta

Déjà, les couleurs secondaires ne correspondent plus en soi à des longueurs d’onde électromagnétique, ce sont des combinaisons de deux couleurs primaires qui elles ont un équivalent en terme de longueur d’onde électromagnétique.

Après on peut mélanger les couleurs secondaires pour avoir des couleurs tertiaires:

Jaune + R = orange
Jaune + V = Vert pomme
Cyan + V = Turquoise
Cyan + B = bleu ciel
Magenta + B = Violet
Magenta + R = Rose
Jaune + B = Blanc
Cyan + R = Blanc
Magenta + V = Blanc

 

Pourquoi les objets ont des couleurs?

La plupart des objets n’émettent pas de lumière, ils ne font que refléter la lumière d’une source émettrice (comme le soleil ou une lampe torche). Les objets sont constitués de matière, et celle-ci à tendance à absorber une partie de la lumière qui entre en contact avec elle, en fonction de sa composition.
Par exemple, si on perçoit les plantes comme étant vertes, c’est parce que lorsqu’elles reflètent la lumière blanche du soleil, elles absorbent la lumière bleu et la lumière rouge (pour faire de la photosynthèse, soit crée de l’énergie à partir de la lumière), et elles reflètent la lumière qui reste: le vert.

De la même manière, un tee shirt blanc va renvoyer tout le spectre visible, alors qu’un tee shirt noir va absorber tout le spectre visible, ce qui va se manifester par la production de chaleur de la part du tissu (c’est à dire de rayonnement infrarouge). C’est pour ça qu’en plein cagnard l’été il vaut mieux porter un tee shirt blanc que noir, si on veut pas avoir trop chaud.

Pour la couleur rose, c’est l’inverse, c’est en gros une couleur qui est composée des deux extrémités du spectre visible: celles qui correspondent au bleu et au rouge. Comme le dit e-penser dans sa vidéo (j’ai mis le bon timecode), le rose, c’est un peu ce que devient la couleur blanche quand on supprime le vert de sa composition.

Bref, chaque atome aura tendance à interagir de manière particulière avec la lumière, et donc à ne pas renvoyer la même gamme de longueurs d’ondes lorsqu’on l’éclaire. Par ailleurs, différentes réactions chimiques peuvent produire différents types de longueurs d’ondes électromagnétiques.

spectre-emission-flamme.png

Notons ici que la couleur observée est unique, alors que les ondes électromagnétiques émises (et donc perçues par la rétine) peuvent être à différents endroits du spectre visible.

Sources+de+lumière+colorée.jpg

Alors, après avoir lu tout ça, est-ce que vous pensez toujours que les couleurs et les ondes, c’est la même chose? Ou bien est-ce que vous commencez à comprendre la différence entre la carte et le territoire?

***

Distinguer la carte et le territoire

Le rose est la carte, le spectre d’émission électromagnétique des particules est le territoire. Nous sommes nombreux à croire, phénoménologues en herbe, que « ce qu’on perçoit existe, puisqu’on le perçoit », et on oublie que ce qu’on perçoit est avant tout une construction réalisée par le cerveau. Et parfois cette construction n’a rien à voir avec la réalité telle qu’elle est.

La science nous permet d’utiliser des méthodes qui nous permettent de mieux comprendre le fonctionnement du monde et de notre cerveau, en nous apprenant que nos intuitions sont parfois erronées.

Il est tout à fait naturel et intuitif de croire que le soleil tourne autour de la terre, puisqu’on le voit tourner tous les jours au dessus de nos têtes, depuis notre point de vue terrestre. Et pourtant, depuis tous les autres points de vue de l’univers, c’est en réalité la terre qui tourne autour du soleil, on le sait maintenant depuis des siècles.

De la même manière, il est tout à fait naturel et intuitif de croire que les couleurs et la lumière sont la même chose, puisqu’on voit des couleurs tous les jours, que le rose est la couleur associée aux filles dans l’imaginaire collectif, il semble évident qu’il existe dans la nature. J’espère toutefois vous avoir convaincu que ce n’était pas si simple.

Oui, le rose existe, mais il existe uniquement en tant qu’expérience phénoménologique. Il n’existe pas « en soi ». Il n’existe pas s’il n’y a personne pour le percevoir avec son cerveau, pour construire cette expérience dans sa tête.

Comprendre la différence entre ce qui existe en soi et ce qui n’existe que dans son esprit, c’est clarifier le statut épistémologique de nos connaissances, c’est avoir la possibilité de faire reposer sa vision du monde sur des bases solides, et non uniquement sur notre intuition ou nos désirs.

Cela peut sembler un effort fastidieux au premier abord, mais sur le long terme, je vous assure que cela facilite la vie. Parce qu’on ne peut véritablement agir que sur ce qu’on comprend.
Et comprendre, c’est commencer par admettre que la carte de ma vision subjective du monde est parfois très différente du territoire du monde réel. 

Si vous voulez en savoir plus sur cette distinction entre la carte et le territoire, sur la distinction entre « Ce qui Est » et « notre représentation mentale de ce qui Est », je vous renvoie vers mon article sur le sujet. 

A bientôt !

***

Vidéos sur le sujet (que j’ai vu après avoir écrit l’article mais bon, ca m’a permis d’ajuster quelques détails):

 

Celle de Lê est bien pour comprendre la dimension « vectorielle » de la couleur. Autrement dit, une couleur a 3 dimensions pour l’humain (elle peut varier selon 3 modalités: rouge, vert et bleu), alors qu’elle a parfois 4 ou 5 dimensions pour les oiseaux et 12 pour la fameuse crevette.

 

Celle de ScienceEtonnante est intéressante également car elle m’a permis de réaliser que le cerveau n’est pas capable de comprendre les « accords de couleurs », soit de quelles longueurs d’onde la lumière perçue est composée (alors que le cerveau peut comprendre les « accords de sons » et décomposer les différents sons d’un même « bruit » par exemple un accord au piano)
C’est à dire que le cerveau est incapable de faire la différence par exemple entre de la lumière blanche qui contient toutes les longueurs d’onde de l’arc en ciel, et de la lumière blanche d’un écran d’ordinateur qui ne contient que 3 longueurs d’ondes différentes, celle qui correspond au rouge, au vert et au bleu.

La raison à cela est simple: dans les deux cas, les 3 types de cônes sont activés de manière égale, et c’est donc le même stimulus d’un point de vue biologique, perceptif.

Une autre conséquence à cela c’est que le cerveau ne peut pas faire la différence entre un tee shirt jaune composé de particules « jaunes », ou un tee shirt jaune composé de particules « jaune + vert ». Une manière de le savoir pourrait être d’éclairer le tee shirt avec de la lumière d’une longueur d’onde précise: si le tee shirt la renvoie, c’est qu’il est de cette couleur (par exemple il renvoie de la lumière jaune quand on l’éclaire avec du jaune). Mais si on éclaire un tee shirt jaune avec de la lumière bleue, il apparaitra noir, car il absorbe cette longueur d’onde là.

 

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