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Farbwahrnehmung zwischen Physik, Neurobiologie und Empfinden

Wissenschaftsgeschichte, Wissenschaftstheorie bzw. -philosophie, Technik
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Frank
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Farbwahrnehmung zwischen Physik, Neurobiologie und Empfinden

Beitrag von Frank » 27. Jan 2018, 23:20

Es ist daher auch sinnlos zu fragen, ob es Farben gab, bevor es höhere Lebewesen gab, die sie wahrnehmen konnten. Mit der Entwicklung des Lebens veränderte sich auch die Welt; es traten emergente – also neu entstehende – Beziehungen und entsprechende Eigenschaften der Dinge auf. Lebewesen erzeugen qualitative aus quantitativen Unterschieden, und damit verwandeln sie die Welt, denn die spezifische Beziehung von Farbeigenschaft und Farbwahrnehmung gehört jetzt selbst zu ihren objektiven Merkmalen. Diese vom Leben verwandelte Welt ist nun unsere Lebenswelt.

Wir alle, sofern wir nicht blind sind, sehen Farben und können uns über ihre Wahrnehmung verständigen. Wir kleiden uns in bestimmten Farbtönen, um anderen Menschen zu gefallen, und Maler gestalten mit Farben die Leinwand, um damit bestimmte Wirkungen in uns hervorzurufen. Unsere Welt enthält Farben und andere Qualitäten ebenso notwendig, wie sie Früchte, Bäume, Tiere und Menschen enthält – wir können nicht das eine bestreiten und das andere bestehen lassen.
http://www.scinexx.de/dossier-851-1.html

Ich wollte den Link erst in den Lesch/Ich Thread setzen. Im Grunde ist dieses Thema aber ein eigener Faden wert, da es nicht nur um das "Ich " geht, sondern sehr gute Erklärungen zum Thema Wahrnehmungen allgemein liefert.
Mit freundlichen Grüßen

Frank

positronium
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Re: Farbwahrnehmung zwischen Physik, Neurobiologie und Empfinden

Beitrag von positronium » 28. Jan 2018, 14:39

Insgesamt finde ich den Artikel nicht sehr zielgerichtet verfasst, und öfter in einer gewissen Form "inkonsistent" - fachliche Ausdrucksweise gepaart mit Gerede. Man kann das viel kompakter und aussagekräftiger formulieren:

- Auf physikalischer Seite: Es gibt elektromagnetische Wellen, deren Gemisch sich durch a) Wellenlänge/Frequenz/Energie und b) Intensität der jeweiligen Wellen nach (a) auszeichnen - Polarisation ist in der Regel irrelevant.
Hier kann man natürlich nicht von Farbe sprechen.

- Auf chemischer/biologischer Seite: Es gibt beim Menschen vier Photorezeptoren, welche für elektromagnetische Wellen empfindlich sind. Aus diesen Rezeptoren ergibt sich ein Farbmodell: Farbe=(Rot, Grün, Blau, Helligkeit).
Dadurch wird bestimmten Wellenlängenbereichen eine Signalart zugewiesen, die man als Farbe bezeichnet. Das ist wahrscheinlich den meisten ohnehin klar: Von Farbe kann man erst in der Kombination EM-Wellen und Messgerät/Auge sprechen.
Die Farbnamen sind schließlich schlicht Konvention.

Weil man aber fast nie nur Farbe, sondern Bilder mit vielen Farben sieht, hat man es in der "Bildverarbeitung" mit Wechselwirkungen zwischen den Farben, aber auch mit angeborenen und angelernten Wertungen der Bildinformation (Farbe und Form) zu tun.
Es liegt ja auf der Hand, dass wenn wir Menschen uns hier auf der Erde entwickelt haben, wir auch für etliche Farbe eine evolutionäre Prägung erhalten haben (Signalfarben für Gefahr, welche mit beruhigender Wirkung etc...); das ist wie mit anderen Reizen auch: Katergeschnurre wirkt angenehmer als Löwengebrüll, weil uns letzteres klar macht, dass auch wir ein Nahrungsmittel sind. Wie sollte es unter diesen Umständen überraschend sein, dass ähnliche Farben auf verschiedene Individuen ähnliche Wirkungen haben?

Sehr interessant ist aber, was mit der gezielten Kombination von Farben möglich ist - in dem Artikel wird das natürlich nur angekratzt. Eine Farbe allein ist gar nichts; die gesamte Komposition ist wesentlich. Auch wenn man es nach den Rezeptoren zu urteilen nur mit 4, in der Anzeigetechnik sogar nur mit 3 (RGB) Freiheitsgraden zu tun hat, die man eben in zwei oder drei Dimensionen anordnet, so spielen in der Wahrnehmung deutlich mehr Freiheitsgrade eine Rolle. Diese überlappen sich zwar teils, aber man kann da durchaus einen "Dimensionswechsel/-transformation" vornehmen. Man darf eine Bildinformation nicht nur als RGB, CMYK oder anderes sehen, sondern man hat zusätzlich Helligkeit, Reinheit, Brillanz, Tiefe, Glanz. Von besonderer Bedeutung ist auch das Gewicht, die Größe der Flächen von Farben nebeneinander, die Form von Flächen, bin hin zur Linie und zum Punkt. Durch diese Eigenschaften ist es sogar möglich, Farben, die sich 1:1 nebeneinander regelrecht beißen, in Harmonie zu bringen. Macht man eine z.B. etwas heller, weniger rein oder kleiner erfreut sich das Auge plötzlich. Ebenso kann Textur, Verlauf und Abschattung wirken.
"Farbe" ist wie "Baustein". Man kann vieles damit machen, und das Ergebnis hat nicht nur etwas mit "Farbe" oder "Baustein" zu tun, sondern mit all' den Möglichkeiten, die man damit hat, und natürlich damit, was beim Menschen in einer bestimmten Konfiguration angesprochen wird.
Die Artikelüberschrift "Wie real sind Farben?" lässt sich so also eigentlich gar nicht stellen.

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Dgoe
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Re: Farbwahrnehmung zwischen Physik, Neurobiologie und Empfinden

Beitrag von Dgoe » 28. Jan 2018, 23:25

Es gibt auch noch die 4 Kontraste:
  • Hell-Dunkel-Kontrast
  • Warm-Kalt-Kontrast
  • Farb-An-Sich-Kontrast
  • Komplementär-Kontrast
Wobei dem Farbmodell (der Wahl für die Malerei) die 3 Grundfarben: Rot, Gelb (sic) und Blau zugrunde liegen.
Zusätzlich noch Weiß und Schwarz.
Theoretisch lassen sich so annähernd alle anderen Farben mischen, in der Praxis gibt es natürlich noch zig Extrafarben, bzw. Pigmente.

Die Sekundärfarben, übrigens:

Orange (=Rot+Gelb)
Grün (=Blau+Gelb)
Violett (=Blau+Rot)

Dabei handelt es sich weder um additive Farbmischung (alle Grundfarben ergeben Weiß), noch um eine wirkliche subtraktive Farbmischung (alle Grundfarben ergeben Schwarz). Vielmehr ergeben alle Grundfarben gemischt ein "Dunkelbraun" (ja, genau dies).

Während der Hell-Dunkel-Kontrast keiner weiteren Erklärung bedürfen sollte (trotz Grenzfälle) und der Warm-Kalt-Kontrast auch intuitiv erfahrbar ist, so zu letzterem einige Worte: Warm sind die Grundfarben Rot und Gelb, während Blau kalt ist. Obwohl Grün auch Blau enthält, kann es warm sein (Gelb-Anteil überwiegt) oder kalt (Blau-Anteil überwiegt). Analog bei Violett (übrigens von Lila oder Pink spricht man gar nicht erst). Orange ist immer warm.

Der Farb-An-Sich-Kontrast ist simpel, es handelt sich um den Kontrast zwischen jeweils 2 der 3 Grundfarben, also: Rot-Blau, Blau-Gelb und Rot-Gelb.

Der Komplementärkontrast ist etwas komplexer, es handelt sich dabei um den Kontrast zwischen jeweils eine der 3 Grundfarben und der jeweiligen Mischung aus den 2 verbliebenen Grundfarben. Mit anderen Worten, zwischen einer Grundfarbe und der gegenüberliegenden Sekundärfarbe, daher der Begriff 'Komplementär'. Es sind auch nur 3 möglich, also: Rot-Grün, Blau-Orange und Gelb-Violett.


Da diese Kontraste nicht direkt - oder kaum - mit der Funktionsweise des Auges und dessen Rezeptoren erklärbar sind, handelt es sich offenbar um Effekte oder Eigenheiten, die erst im Gehirn stattfinden, ob bei der Signalverarbeitung oder Interpretation.

Hervorzuheben beispielsweise der Komplementärkontrast. Schaut man länger auf eine der 3 Grundfarben und schließt dann die Augen, leuchtet die komplementäre Sekundärfarbe nach, auf genau der gleichen Fläche.
Überhaupt mag das Auge, besser Gehirn, den Komplementärkontrast ausgesprochen wenig, wenn zwei entsprechende Farbflächen nebeneinander stehen beispielsweise oder ganz schlimm, wenn Textfarbe und Hintergrundfarbe komplementär sind. Das ist dann kaum leserlich, nur mit Mühe, "sticht ins Auge", fast schmerzhaft.
Zu Text gäbe es noch viel zu sagen...

Aber da gäbe es ja noch Schwarz und Weiß erst einmal. Mischt man egal welche Farbe mit Weiß, nennt man das Resultat hellklar. Mischt man mit Schwarz, nennt man es dunkelklar. Mischt man mit beiden, nennt man es trüb. Entsprechend ist trüb eher hellklar oder dunkelklar, je nach Mischungsverhältnis. Nur Weiß mit Schwarz ist - wen wundert's - einfach Grau.

Das ist auch schon das grobe Set, fertig.

Interessant ist, finde ich gerade eben noch, dass viele Grautöne vom Auge (besser Gehirn) sehr gut zu unterscheiden sind hinsichtlich des Warm-Kalt-Kontrastes. Davon kann sich jeder unmittelbar selbst überzeugen, wenn man sich ein im Handel übliches Grau-Kreide-Set anschaut. Die Warm-Kalt-Töne sind entweder abwechselnd oder rechts-links angeordnet in dem Kästchen.


Zu erweitern wäre das Ganze noch mit den Trompe-l'euils, den Sinnestäuschungen und vielem mehr.

Gruß,
Dgoe
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seeker
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Re: Farbwahrnehmung zwischen Physik, Neurobiologie und Empfinden

Beitrag von seeker » 29. Jan 2018, 15:08

Also ich fand den Text interessant und für mich geht das ins Philosophische, über was da gesprochen wird und um die Frage: "Was ist real?"

Ein paar Textstellen möchte ich herausgreifen:

Position I:
"Das zarte aprikosenfarbene Rosa der untergehenden Sonne ist keine Eigenschaft des Abendhimmels; es ist eine Eigenschaft des inneren Modells des Abendhimmels, das durch unser Gehirn erzeugt wird. Es ist alles genau so, wie es uns schon der Physiklehrer in der Schule gesagt hat: Da draußen, vor Ihren Augen, gibt es nur einen Ozean aus elektromagnetischer Strahlung."

"Primär oder "wirklich" seien nur die quantitativen Kategorien (Volumen, Gestalt, Zahl und Bewegung), sekundär oder nur subjektiv alle qualitativen Eigenschaften der Objekte (Farben, Geruch, Geschmack, Klang oder Wärme). Die tatsächliche Welt wäre demnach ein eher trostloser Ort von Energiefeldern und Materiepartikeln."

"Nun kann es dem Naturwissenschaftler selbst gleichgültig sein, ob der Baum abgesehen von seiner materiellen Teilchenstruktur und seinen Reflexionseigenschaften auch noch grün ist oder nicht. Die Frage taucht bei seinen Messungen und Theoriebildungen gar nicht mehr auf. Die Bestreitung der Qualitäten resultiert daher nicht aus einer physikalischen Notwendigkeit – und wird meist auch gar nicht von Physikern vertreten."
http://www.scinexx.de/dossier-851-1.html

Das ist der Physikalismus.

Position II:
"Aus diesen Beobachtungen wird nun schließlich erkennbar, dass es einer spezifischen Interaktion von Gegenstand, Licht und wahrnehmendem Organismus bedarf, damit Farben in der Welt erscheinen können.
Farben sind weder Eigenschaften der physikalisch und mathematisch abstrahierten Welt, noch gehören sie einer bloß subjektiven Innenwelt an. Sie sind vielmehr – wie alle Sinnesqualitäten – Resultat einer Beziehung zwischen Lebewesen und Umwelt. Bäume haben eine objektive Disposition, die in uns die Wahrnehmung von Grün bewirkt. Allgemein formuliert: Farben sind genau diejenigen Eigenschaften der Objekte, die in uns ihre Wahrnehmung hervorrufen können. Oder mit anderen Worten: Farben sind objektive relationale Qualitäten der Dinge."
http://www.scinexx.de/dossier-851-1.html

Ich neige Position II zu, wenn es um "Realität" geht.
Bei Position I ist es im Grunde so, dass sie die sinnlichen Wahrnehmungen/Erscheinungen aus ihrer Sicht konsequenterweise als Illusion abtut, aber dem dann ihre eigene Sicht auf die Welt gegenüberstellt, die sie für "real" hält, was jedoch auch problematisch ist.
Problematisch deshalb, weil auch ein Gedankengebäude wie die Physik eben ein Gedankengebäude ist und zusätzlich auch eine ganz bestimmte einschränkende Perspektive auf die Welt definiert. D.h. dass auch ein solches Gedankenkonstrukt in gewisser Weise genauso Illusion sein kann; Illusion bezüglich unserer eigenen Gedanken, genauso wie die Welt der Sinneswahrnehmungen Illusion bezüglich unserer eigenen Wahrnehmungen sein kann.
Wenn, dann gibt es auch diesen "Ozean aus elektromagnetischer Strahlung" nicht wirklich. Das ist das Problem dabei.

Ich würde daher stattdessen sogar soweit gehen Position II noch zu verallgemeinern, mir scheint ein Grundproblem bei der Sache (insbes. bei Pos. I) ist die stillschweigende Grundannahme, dass das Universum aus getrennten Gegenständen bestünde, ja zusammengesetzt sei, denen getrennt voneinander schon Existenz zukäme.

Man kann es aber auch anders herum sehen, dass es im Grunde nur das Ganze (das Universum) gibt und dass innere "Existenz" in diesem Ganzen stets nur und ausschließlich in der Interaktion, Kommunikation, Wechselwirkung existiert. D.h. hier, es gibt nicht die Dinge selbst wirklich, sondern nur die Wechselbeziehungen und die daraus erscheinenden Eigenschaften wirklich (diese Sichtweise schließt dann alles/alle Eigenschaften ein, physikalische wie auch psychische, das ist der Vorteil dabei).

Diese Sichtweise läuft dann z.B. darauf hinaus, dass nicht ein Baum "an sich" existiert, der die Eigenschaft hat "grün" zu sein, sondern dass ein Gesamtsystem existieren kann, in dem es Baum, Licht und Beobachter geben kann - und wenn das der Fall ist, dann existiert in diesem Gesamtsystem die Farbe "grün" und dann -und nur dann- IST der Baum auch in einer objektiven Weise (bezüglich des Gesamtsystems) "grün".

Ich kann das auch in der Quantenwelt sehen (was es für mich dann wirklich interessant macht): Isolierten Objekten kommt mindestens weniger Eigenschaft zu wie Objekten, die sich in einer Wechselwirkung bzw. Wechselbeziehung befinden, ein einzelnes Elektron hat keinen Ort, er existiert nicht, erst in der Wechselbeziehung/Wechselwirkung des Elektrons mit anderen Agenten (seiner Umwelt) existiert diese Eigenschaft, kommt sie sozusagen in die Existenz.
Nun könnte man behaupten, dass das aber nicht auf alle Eigenschaften des Elektrons zuträfe, dass es ja auch innere Eigenschaften hätte, die davon unabhängig seien (z.B. seine Ladung).
Dem würde ich erwidern, dass das Elektron ja auch nie ganz von seiner Umwelt isoliert sein kann, mindestens befindet es sich in derselben Raumzeit (Universum) wie seine Umgebung. Es gibt also immer mindestens diese Restverbindung, dieses Band zur Umwelt bzw. zum Universum, deshalb kann es auch sog. "innere" Eigenschaften geben. Ich würde aber behaupten, dass wenn man diese Restverbindung kappen würde/könnte, dann würde das Elektron schichtweg ganz verschwinden, es würde sofort vollständig aufhören zu existieren.

Wenn man diese Sichtweise einmal versuchsweise einnimmt, dann wird m. E. vieles viel einfacher zu verstehen:
Existenz von Teilen (incl. deren Eigenschaften) ist Wechselbeziehung innerhalb eines Ganzen, die nur innerhalb dieser Beziehungen überhaupt Teile sind bzw. als solche erscheinen können. Wirklich objektiv existent ist immer nur das Ganze - und auch das nur innendrin.

Keine Ahnung, ob ihr das versteht, was ich meine oder ob euch das interessiert aber ich dachte ich probier es mal... :wink:
Grüße
seeker


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Denn tut man das, so verliert man zumindest ein Stück weit seine Unvoreingenommenheit, Objektivität.

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Re: Farbwahrnehmung zwischen Physik, Neurobiologie und Empfinden

Beitrag von Dgoe » 29. Jan 2018, 19:33

Hallo seeker,

Yep, ich kann Dir folgen. Schön beschrieben, wie alles zusammenhängt. Einer separaten Diskussion würdig.


Ich meine zu oben, dass zwar elektromagnetische Wellen vorhanden sind, sie aber nicht ein wirres Knäuel sind, sondern eben recht genau das Bild liefern, das wir erfassen können und auch eine Kamera nicht völlig anders sieht.

Und wenn wir im Tageslicht (muss hell sein) lange auf einen grünen Baum starren (nicht zu weit weg) und dann die Augen schließen, funktioniert das nicht als Schnitt, man sieht den Baum dann schemenhaft in Rot, immernoch, nur eben in der Komplimentärfarbe.

Das ist aber alles 'uralt' bekanntes Standard-Fachwissen , was ich oben gepostet hatte. Das hat Spaß gemacht dies hinzuzufügen, da ich alles aus dem Gedächnis niederschreiben konnte, da studiert.

Dass dies dem Artikel fehlte, ist auch eine Kritik an die Autoren. Ebenso wie was positronium hinzufügte.

Gruß,
Dgoe
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Re: Farbwahrnehmung zwischen Physik, Neurobiologie und Empfinden

Beitrag von Pippen » 29. Jan 2018, 21:25

positronium hat geschrieben:
28. Jan 2018, 14:39
- Auf physikalischer Seite: Es gibt elektromagnetische Wellen,

- Auf chemischer/biologischer Seite:
Ich will nur darauf hinweisen, dass bereits das ein vom Gehirn erzeugtes Konstrukt ist. Wir kommen einfach nicht raus aus uns, wir sind gefangen. Selbst unsere Erklärungen zwischen Physik und Neurobiologie sind immer schon Neurobiologie. Insofern hatte Amy Recht und Sheldon Unrecht. :beer:

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Re: Farbwahrnehmung zwischen Physik, Neurobiologie und Empfinden

Beitrag von Dgoe » 29. Jan 2018, 21:52

Was willst Du uns sagen, Pippen?

Hier ist vielfach von mir auch das "Konstrukt" im Gehirn angedeutet worden. Was meinst Du mit "gefangen"? Ich bin zum Beispiel auch auf der Erde gefangen, würde es aber nicht so bezeichnen. Wer ist Amy (meine Nichte heißt so) und wer ist Sheldon?

Deine Art nervt mich ein wenig langsam.

Gruß,
Dgoe
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