我们常听说颜色是不存在的,它是人类有意识的感知。这听起来似乎是对的,因为只要谈到颜色,就会有人参与,如果没有人,谁来谈颜色。但这个想法经不起推敲。我想说的是,颜色不是人类发明的,而是一种客观的物理存在!你为什么这么说?下面就来一探究竟吧。
无论我们是否能看到光,都无法改变光的物理特性
颜色是光的基本物理特性,它独立于人类而存在。一个人如何看待颜色当然取决于人。例如,标准的氦氖激光器总是发出特定的红光(从科学上讲,它的颜色是波长为632.8纳米的光)。人们是否认为颜色是尖锐的、暗淡的、刺激性的、充满活力的、浪漫的、深红色、砖红色、橙红色,甚至黄色(如果是色盲)完全取决于人类。洞察力。但人的感知无法改变氦氖激光器发出632.8nm红光的事实。你可能认为这与人的感知有关,那么让我们把人的感知放在一边。
一台机器实际测量He-Ne激光器的颜色,发现它每次都会发出632.8nm的红光,不管是谁在操作机器。事实上,即使是从未见过的盲人也可以接受培训来操作一台测量氦氖激光颜色的机器,还可以准确测量632.8纳米处的红色。盲人对红色从来没有个人概念,但他确实可以通过仪器测量并科学描述(波长为632.8nm的电磁波)。
所有颜色都是如此,而不仅仅是632.8nm的红色。盲人的体验类似于我们有视力的人体验到的红外线颜色。我们都看不到红外线的颜色。所以我们都不知道红外线到底是什么样子。但红外线在物理上还是存在的,可以用机器制造和检测。红外摄像机通过将红外颜色转换为红色或绿色来帮助人类“看到”红外颜色。所以红外相机并不能真正让我们看到红外线的颜色。但它允许我们在与红外颜色相同的空间模式中看到红色。在遥远的星球上,一个从未见过的智慧外星人仍然可以用工具测量红色,就像人类在看不见的情况下测量红外线一样。
可见光谱
颜色在物理上独立于人类而存在。每种光谱颜色都有一定的波长,可以科学地测量。该图像显示了各种光谱颜色的波长。但此图像是一个近似值,因为计算机显示器实际上无法产生光谱中的所有颜色。
在物理上,有两种颜色:纯光谱色和混合色。纯光谱颜色由单一波长的简单正弦波组成。光是电磁场的波动,它的波长就是光的颜色。电磁波波峰之间的距离就是电磁波的波长,即电磁波的颜色。
当我们将一束白光通过玻璃棱镜时,它会将光分散成光谱颜色。由此产生的红色、橙色、黄色、绿色、蓝色和紫色(以及介于两者之间的一切)图案显示了可见光谱颜色的范围。红色具有相对较长的波长(与其他可见颜色相比),而在可见光谱的另一端,紫色具有相对较短的波长。所有可见颜色的波长都在几百纳米(或10微米)范围内。
混合色是光谱色的组合。确切添加每种光谱颜色的多少决定了最终混合的颜色。混色的本质是一种独立于人类存在的物理特性。如何感知混合颜色取决于人类。我们可以科学地说,10瓦的700nm红光加上5瓦的530nm绿光和5瓦的470nm蓝光形成了一种不依赖于人体物理的混合色。不管人们称这种混合色为“粉红色”还是“青色”,都改变不了它科学存在的事实。
人眼只能分辨有限的混合光
人的视觉其实是相当有限的。健康人只有三种颜色感受器:红色、绿色和蓝色。虽然红色受体也能识别橙色和黄色,但所有这些颜色都被分解成一个单一的“红色”神经信号。同样,绿色受体可以检测黄色、绿色和蓝色,但它们都被绿色受体分解成一个单一的“绿色”神经信号。蓝色受体也是如此。这意味着当我们将红色和绿色光混合在一起时,我们会得到一种颜色,在人类看来就像是纯光谱黄光,但纯黄色和红色+绿色在科学上是不同的。这意味着:如果某种爆炸性化学物质只能被光谱中的黄色光点燃,虽然红+绿光在我们看来是黄色的,但这种混合光不会使物质爆炸。
从科学上讲,人眼是一种非常不完美的检测器,用于测量某些混合颜色的真实性质。典型的混合色具有许多不同的光谱颜色成分,而不仅仅是红色、绿色和蓝色。因此,我们需要用机器测量混合色中的所有光谱色,才能准确地描述这种混合色,并且每种光谱色可以大量混合,也可以少量混合。为了对混合颜色进行科学、完整的描述,我们必须说明每个光谱成分的功率和波长。某种颜色混合的合成图像称为它的“光谱功率分布”,或简称为它的“光谱”。如果你问一个人,“太阳是什么颜色的?”,你会得到不准确的答案“白色”,因为我们的眼睛无法分辨这种混合颜色的成分。但如果你向科学家或光谱仪器问同样的问题,答案将是:太阳光谱。
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