【疑问】颜色是真实存在的吗？
文/eLicht
编辑手记：
有没有想过这样一个问题：也许，颜色本身并不真正存在？正如声音和气味，颜色会不会只是人类脑海中的 YY ？大学物理老师和我们说过，光是一种电磁波，有其固有的频率，而这个频率本身跟颜色有没有关系？诗人约翰·济慈抱怨说，牛顿“通过把彩虹还原成初始的白色，粉碎了所有关于彩虹的美妙诗句”。
天空是蓝色的，青草是绿色的，这是有正常颜色视力的人的共识。（至于为什么某些电影会被打上黄色的标签，小编真不知道由来，反正觉得黄色好无辜好惨，知道由来的朋友可以在留言区告诉我们。）
然而，这并不能改变颜色其实只是人的主观感受的事实。颜色并不是物体的客观属性，而是只存在于每个个体的大脑之内。
对于同一个草莓，可能我脑海中呈现了下图左侧的情景，我可以说下图中左边的草莓是红色的，而另一个人脑海中的场景其实是右侧的情景，但是如果我告诉他，草莓是红色，那么他也将会把这种颜色称为红色。我们可以使用语言有效的进行沟通，但是我们永远没有办法感知到这在我们脑内是完全不一样的体验。
那么我们来从物理的角度来看看，颜色其实是不同的电磁波使人眼产生了不同的反应。颜色本身具有三个属性：色相，明度和饱和度。这三个属性也与能够与电磁波的属性对应起来。
1、色相：就是颜色的差别，实质上是电磁波的频率；
2、明度：本质上就是电磁波的幅度；
3、饱和度：是指颜色中白光的比例。
我们常见的可见光光谱显示的是色彩的色相，展示了人眼所看到的颜色与电磁波频率或者波长之间的关系。
而能够同时显示三个属性的模型我们一般使用 HSV（色相 Hue，饱和度 Saturation，明度 Value）颜色模型：
由光源发出包含各个频率的光，这些光照射到物体上，由于物体表面物质的物理性质导致一部分光被物体表面吸收，另一部分光被反射出去。而我们从物体反射进入人眼的光线中接受物理信息。
从人眼的结构看，光线穿过眼睛的晶状体，图像就会反转然后聚焦投射到眼球的后表面，即视网膜。视网膜最里面的一层是有数百万感光细胞组成的，每一个感光细胞都含有光敏感分子，或者叫感光色素。当暴露在光线中时，感光色素周围的电流被改变了，从而出发了下游神经元的动作电位，这样感光细胞就将外界光刺激转换为大脑可以理解的内部神经信号了。
感光细胞有两种类型，分别是视杆细胞和视锥细胞。视杆细胞对低强度的刺激敏感。这些细胞在光能很少的晚上最有用。视锥细胞的活动则需要强烈的光线。我们对于颜色的感知就需要这种视锥细胞。
不同视锥细胞的感光色素对不同可见光波长的敏感性不同，所以我们通常可以将他们归于红、绿、蓝三种类型。他们的光敏感度函数如下图所示。
不同的人眼视锥细胞的多少，分布和敏感度都可能不同，所以不同人对于颜色的辨认力也不同。
高中的生物知识告诉我们，视网膜边缘的杆状细胞可以区分光亮和黑暗，而中央的锥状细胞还能分别感受各种颜色的波长。由于后者在它能感受的颜色波长上有重叠，为了节省能量，眼睛直接测量不同锥状细胞反应的差别，而不关注它们单独的反应。与之相关是颜色的拮抗作用理论，我们的眼睛利用这个理论，更有效地获取色彩信息。（小编用所剩无几的人品作保证，高中生物老师没讲过这些！花了好长时间才看懂这一段）
拮抗作用？咋这么耳熟。对了，还记得高中学的胰岛素与胰高血糖素是怎么调节血糖含量的吗？就是一种对抗作用（或者叫，负反馈调节）。这种色彩理论，指人类的视觉系统，依靠视网膜中的锥状细胞和杆状细胞，以对抗方式处理信号，从而解释颜色信息。该理论认为有三组拮抗通道：红绿，蓝黄，黑白(黑白不算颜色，只是亮度的差别)。人眼对每组中两种颜色的反应是对抗的。
看下面的图，横线上方的颜色让视觉细胞兴奋，下方的颜色则会产生抑制作用。举个例子，蓝色光刺激接受蓝色的锥状细胞，并且抑制接受黄色的锥状细胞。视觉系统不能又兴奋又抑制这么纠结吧，所以，你不可能同时看到所谓的蓝黄色。
研究人员曾经认为，这种的颜色的拮抗作用在大脑里是天生存在的，从而禁止了人脑对于蓝绿色等的感知。
然而，1983年的一个实验，证明了该作用可能在某种情况下失效。利用一种可以分隔人的视觉领域的专用机，研究人员让测试者一只眼看红屏，另一只眼看绿屏。这两种颜色被眼睛获取后，最后在大脑中混合并被感知。
这些颜色被称为假想色，是不存在于物理光谱里，但却可以用数学知识推导出来的颜色，只刺激一种锥状细胞使之兴奋。
还记得开始讲的，锥状细胞在它能感受的颜色波长上有重叠的理论吗？人眼的的锥状细胞按照感应波长的不同，由长到短分为L、M、S三种，分别主要感受红色、绿色、蓝色。因为每种细胞也对其他的波长有反映，因此并非所有的光谱都能被区分。比如绿光不仅可以被绿锥状细胞接受，其它锥状细胞也可以产生一定强度的信号。
如果有这么一种绿色，它只刺激绿锥状细胞，而不受重叠理论限制，不引起其他细胞反应，那么，你会看到的，将是比真实的绿色更加绿的颜色。
大家在聊到颜色的时候经常也会关注到色盲这样的一个现象。
我们一般接触到的色盲者都是二色觉，即持有两种感光色素的人，可以分为红绿色盲或者蓝绿色盲；或者是异常三色觉，即有所有三种感光色素，但是其中一种敏感性不正常。这些基因缺陷在男性神伤比例很高，大于占总人口的8%，而女性的发病率较低，少于1%，所以这种色盲症患者在我们的生活中比较常见。还有一种比较罕见的颜色知觉缺陷是由于中枢神经系统受损引起的，这些患者被称为全色盲。在他们的眼中，颜色差别通常和明度差别相关，表现为不同的灰色阴影，如下图所示：
国外一些眼镜制造商公司曾推出一系列的太阳镜来帮助色盲者，他们的方法是在太阳镜的镜片上增加一层特殊的涂层，这种眼镜指挥过滤特定波长的光线，让颜色更加明亮饱和，从而达到颜色增强的效果。
有很多顾客拍摄的色盲患者带上其中的很多视频看起来让人非常感动，不由得让人感叹科技改变世界。在我们这些有正常颜色视觉的人看来，颜色只是一个习以为常的物理现象或者说是知觉分支，但是对于这些色盲症的患者来说，或许是一生渴求的梦幻。
色盲眼镜并不能治疗这些色盲患者，也并不能保证他们看到的颜色和正常人一样，但是能够让他们更好的看清蔚蓝的天空，感受绚烂的日出，欣赏孩子漂亮的眼镜，给他们一个机会去看到更加美丽精彩的世界。
注：本文部分内容来源于网络。
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