一.本文的基本觀點(diǎn)

《色度學(xué)》是涉及到光學(xué)理論及視覺理論的一門學(xué)科。其中“光譜三刺激值”實(shí)驗(yàn)*是在光學(xué)現(xiàn)象與視覺現(xiàn)象之間架起了一座橋梁。這一實(shí)驗(yàn)對(duì)于當(dāng)今的《色度學(xué)》來說，是一個(gè)非常重要的實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)的依據(jù)是“顏色方程”。“顏色方程”的基礎(chǔ)是光的三原色理論。對(duì)于“顏色方程”有時(shí)也它稱為“配色方程”。兩種顏色能匹配到一起，必須要滿足一定的條件。闡述這一條件的理論，稱為“顏色匹配原理”。

“光譜三刺激值”實(shí)驗(yàn)除了依據(jù)光的三原色理論之外，并沒有更深層次的視覺理論的參與。所以該實(shí)驗(yàn)也只能是在光的三原色的混合色與待測(cè)顏色之間，通過視覺觀察來進(jìn)行比較的一種實(shí)驗(yàn)而已。這個(gè)實(shí)驗(yàn)并沒有能力去突破現(xiàn)象來揭示光與視覺之間，到底還存在著怎樣一種深層次的關(guān)系。這一點(diǎn)也反映出了《色度學(xué)》在基礎(chǔ)上難以擺脫陳舊的“光的三原色理論”，因而導(dǎo)致了《色度學(xué)》一直停留在光色現(xiàn)象上，難以得到進(jìn)一步的發(fā)展。

1806年，托馬斯·楊把光的三原色理論引入到顏色視覺理論當(dāng)中，作為顏色視覺理論的基礎(chǔ)。他提出視網(wǎng)膜中有三種感光細(xì)胞，可分別接受外界紅、綠、藍(lán)三種色光的刺激，并使視覺中產(chǎn)生出紅、綠、藍(lán)三種原色。但是外界光線并非僅僅只有紅、綠、藍(lán)三種。顯然楊提出的這個(gè)理論存在著很大的局限性。后來，赫姆霍茲對(duì)楊的理論進(jìn)行了修改，他提出：可以感受紅光的感光細(xì)胞，也可以接受紅光以外的各種色光的刺激，進(jìn)而使視覺產(chǎn)生出紅色感。只不過是在這種情況下，感受紅光的感光細(xì)胞對(duì)紅光的感受*為強(qiáng)烈而已。對(duì)于其它兩種感光細(xì)胞，他也提出了同樣的觀點(diǎn)。這意味著什么？這意味著：外界中的任何一束光線都可能會(huì)引起視覺中的三種感光細(xì)胞同時(shí)產(chǎn)生反應(yīng)。也*是說，外界的一束光線，它可能會(huì)使視覺同時(shí)產(chǎn)生出紅、綠、藍(lán)三種原色。這個(gè)觀點(diǎn)也是后來人們稱謂的“楊－赫三色學(xué)說”（簡(jiǎn)稱為“三色學(xué)說”）中的一個(gè)*為重要觀點(diǎn)。但問題是：在光顏色理論中很早*有了紅、綠、藍(lán)三種原色的概念。而“三色學(xué)說”的提出，使得在顏色視覺理論中也出現(xiàn)了紅、綠、藍(lán)三種原色的概念。那么，應(yīng)該如何來看待這二者之間的關(guān)系呢？

從“三色學(xué)說”發(fā)表至今已經(jīng)過去兩個(gè)多世紀(jì)了。在這漫長(zhǎng)的時(shí)間里，人們對(duì)于光的三原色與視覺三原色的關(guān)系，并沒能給予多大的關(guān)注，也沒能深入的去研究研究這二者之間到底有什么樣的區(qū)別？又有什么樣的聯(lián)系？而目前的狀況似乎是這樣的：人們都認(rèn)為，光的三原色理論是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上建立起來的，可以說它有著雄厚實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。尤其是在“光顏色混合理論”方面具有極強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。而“三色學(xué)說”恰恰*是利用了光的三原色理論建立起了自己的學(xué)說。所以“三色學(xué)說”在目前的顏色視覺理論當(dāng)中，可以說在“視覺顏色”混合方面，自然而然的*占有了一定的優(yōu)勢(shì)。但是，現(xiàn)在有一個(gè)問題要特別的提出：光的三原色與視覺三原色一致嗎？

本文認(rèn)為，光的三原色與視覺三原色完全是兩碼事。盡管它們都有著“三原色”的稱呼。但是，這兩個(gè)“三原色”的關(guān)系，絕非是一致的關(guān)系。理由是：按著“三色學(xué)說”的觀點(diǎn)，一束“綠原色光”當(dāng)它照射到視網(wǎng)膜上時(shí)，可以同時(shí)引起視覺中產(chǎn)生出紅、綠、藍(lán)三種原色（請(qǐng)注意！這里所說的三種原色指的是視覺中的紅、綠、藍(lán)三原色）。從理論上也可以這樣來理解：視覺中的紅、綠、藍(lán)三種原色是“綠原色光”顏色的內(nèi)在成分，或者說，視覺中的紅、綠、藍(lán)三原色是“綠原色光”顏色的三個(gè)分量。從這種關(guān)系中不難看出：視覺中的三原色更具有基礎(chǔ)性，更像是“原色”。而“綠原色光”的顏色倒應(yīng)該是一種混合色。如果換個(gè)說法也可以這樣講：“綠原色光”的顏色它根本*不是“原色”。進(jìn)而也可以這樣講：光的三原色它根本*不是原色。這*是本文首先要介紹的本博客對(duì)于“原色”概念中的一個(gè)“非正統(tǒng)”的觀點(diǎn)。而這個(gè)觀點(diǎn)也是本文在建立“光顏色匹配原理”以及解析“光譜三刺激值”時(shí)的一個(gè)*為重要的出發(fā)點(diǎn)。

二.與本文相關(guān)的一個(gè)實(shí)驗(yàn)

由于解剖學(xué)的進(jìn)步，人們?cè)缫呀?jīng)知道在視網(wǎng)膜上有兩類感光細(xì)胞：視桿細(xì)胞和視錐細(xì)胞，它們分別適用于暗視覺與明視覺。并且人們也都清楚的知道，視覺中所產(chǎn)生的彩色感與視錐細(xì)胞有關(guān)，與視桿細(xì)胞無關(guān)。在上個(gè)世紀(jì)60年代前后，人類在光學(xué)技術(shù)方面有了突飛猛進(jìn)的進(jìn)展，已經(jīng)能把一個(gè)光點(diǎn)做的比視錐細(xì)胞的截面還要小。因此，*可以用這種細(xì)小的光束去單獨(dú)照射每一個(gè)視錐細(xì)胞，來觀察這些細(xì)胞對(duì)外界光線的吸收情況。于是，便產(chǎn)生了一個(gè)叫做“視網(wǎng)膜視錐細(xì)胞的光譜吸收曲線實(shí)驗(yàn)”（也稱為“三種錐體細(xì)胞的光譜吸收曲線的實(shí)驗(yàn)”）。

當(dāng)人們做這個(gè)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，有個(gè)驚人的發(fā)現(xiàn)，那*是：發(fā)現(xiàn)了視網(wǎng)膜上不同的視錐細(xì)胞對(duì)光譜存在著三種不同的吸收，因而*出現(xiàn)了三種不同的吸收曲線。下面的曲線圖*是其一。只不過是，該圖把三種不同的視錐細(xì)胞的光譜吸收曲線畫在同一張圖上了（該圖選自劉家琦，李鳳嗚主編的《實(shí)用眼科學(xué)》第二版.北京人民衛(wèi)生出版社，1999年版.第50頁）。這張圖的意思是，用400nm到700nm的色光去單獨(dú)照射每個(gè)視錐細(xì)胞時(shí)，其結(jié)果是：反射回來的光的數(shù)量并不是一樣多，而是有三種。因而，*繪制出了三種不同的吸收曲線圖。并且，這三條曲線各自占據(jù)了光譜中的藍(lán)區(qū)、綠區(qū)、紅區(qū)的不同位置。因此人們便依據(jù)這一點(diǎn)得出了，視網(wǎng)膜接受外界光線刺激時(shí)，可以產(chǎn)生出紅、綠、藍(lán)三種原色的觀點(diǎn)。

另一方面，我們?cè)谏钪兴佑|的光都是普通光。普通光的光點(diǎn)比較大。即使是一束細(xì)小普通光，當(dāng)它照到視網(wǎng)膜上時(shí)也會(huì)覆蓋很多視錐細(xì)胞。也*是說，一束細(xì)小的普通色光，當(dāng)它照射視網(wǎng)膜上時(shí)，便可以使視覺同時(shí)產(chǎn)生出數(shù)量不等的視覺三原色（至于在視覺中能產(chǎn)生出多少紅？多少綠？多少藍(lán)？那要取決于外界光線的波長(zhǎng)了）。

下面來看一下，546.1nm的“綠原色光”照射到視網(wǎng)膜上的情況：從上面的曲線圖中可以看出：546.1nm處上方有兩條曲線：“綠曲線”和“紅曲線”。這意味著，546.1nm的“綠原色光”可以使視覺產(chǎn)生出不同數(shù)量的紅、綠兩種原色。這還不包括藍(lán)曲線的情況。該圖不是很完善的，該圖中的藍(lán)曲線沒能向前延伸。如果要是把它延伸了的話，“綠原色光”對(duì)視網(wǎng)膜的刺激，還會(huì)使視覺產(chǎn)生出少量的“藍(lán)色”。顯然，視網(wǎng)膜視錐細(xì)胞的光譜吸收曲線實(shí)驗(yàn)有力的支持了赫姆霍茲的觀點(diǎn)，即外界的一束光線可以使視覺產(chǎn)生出紅、綠、藍(lán)三種顏色。現(xiàn)在理論界普遍認(rèn)為這個(gè)實(shí)驗(yàn)有力的支持了“三色學(xué)說”。但是，我們現(xiàn)在要說的是：這個(gè)實(shí)驗(yàn)它也有力的支持了我們提出來的觀點(diǎn)：即光的三原色并非是“原色”。基于這一點(diǎn)，我們認(rèn)為研究光顏色的匹配理論以及光譜三刺激值問題時(shí)，*應(yīng)該把“光的三原色”分解為“視覺三原色”來研究，這樣才可能深入到問題的本質(zhì)。