草莓 是 什么 颜色 的 ？眼见 一定 为实 吗？ (1)
各位 同学 大家 好 我 是 李永乐 老师 最近 有个 小朋友 跟 我 说 他 正在 学 画画 老师 正在 教 他们 调配 颜色 他 想 问 我 为什么 不同 的 颜料 会 有 不同 的 颜色 呢 你 眼中 的 红色 和 我 眼中 的 红色 是不是 一模一样 的 呢 这个 问题 看似 简单 但是 实际上 蕴含 了 很 深刻 的 科学 道理 颜色 的 形成 有 四个 要素 分别 是 物体 光线 眼睛 和 大脑 这 几个 因素 纠缠 到 一块儿 既有 物理学 的 原因 也 有 生物学 的 原因 直到 最近 几十年 这 里面 的 一些 问题 才 有 了 公认 的 结论 那 今天 就 带领 大家 来 了解 一下 颜色 科学 我们 首先 来 讨论一下 我们 的 大脑 是 如何 看到 不同 的 颜色 的 看到 颜色 我们 知道 光是 一种 电磁波 但是 光在 整个 电磁波 谱 内 只 占有 很小 的 一份 红外线 紫外线 以及 大量 的 电磁波 人 的 眼睛 其实 都 是 没有 办法 看到 的 那么 最早 把 白光 进行 分解 的 人 是 牛顿 在 1666 年 的 时候 英国 闹 瘟疫 牛顿 22 岁 他 在 乡下 用 一个 三棱镜 进行 了 光 的 色散 实验 也 就是 把 白光 分成 了 各种各样 的 单色光 而且 最 开始 牛顿 认为 光 可以 分成 十一种 颜色 后来 他 觉得 应该 和 这个 音节 七个 音节 匹配 上 于是 就 改成 了 七种 颜色 就是 我们 现在 所说 的 红橙 黄绿 蓝靛 紫 而且 牛顿 敏锐 的 认识 到 颜色 是 一种 主观 感受 在 1704 年 的 时候 牛顿 写成 了 著作 《 光学 》 那么 在 这 本书 中 牛顿 就 提出 了 人类 是 如何 看到 光 的 他 说 这个 光线 射到 人 的 眼睛 里面 之后 引起 了 人 的 眼睛 中 的 某种 机械振动 而 这种 机械振动 通过 我们 现在 所说 的 神经 传递 ... 到 大脑 之中 于是 人 就 看到 了 这个 颜色 虽然 牛顿 认为 这种 刺激 形成 的 是 机械振动 而 不是 电信号 或者 化学 信号 但是 这个 观点 在 当时 已经 非常 先进 了 已经 具有 了 神经 生物学 的 萌芽 那么 具体来讲 人 是 怎么 看到 颜色 的 呢 针对 这个 问题 人们 很快 发现 了 一个 现象 提出 了 三色 学说 什么 现象 呢 就是 人们 发现 用红 绿 蓝 三种 颜色 好像 可以 配出 大部分 的 颜色 来 比如说 用 红光 加上 绿光 看起来 就是 黄色 的 对 吧 红光 绿光 和 蓝光 配合起来 看起来 就是 白色 的 人们 发现 大部分 的 颜色 都 可以 用 三种 色光 调配 出来 于是 就 有人 提出 了 三色 学说 提出 者 是 谁 呢 就是 我们 熟知 的 物理学家 和 医生 托马斯 · 杨 大家 还 记得 托马斯 · 杨 吗 他 做 了 最美 的 物理 实验 托马斯 · 杨双缝 干涉 实验 是 吧 还 掌握 了 好 几百种 外语 著名 的 语言学家 还是 破译 埃及 象形文字 的 人 之一 还 发现 了 血液循环 反正 是 一个 天才 他 就 提出 了 三色 学说 他 说 人 的 眼睛 里边 有 三种 颗粒 这 三种 颗粒 分别 能 对 红绿蓝 三种 色光 起 反应 于是 这 三种 颗粒 相互配合 人 的 大脑 就 可以 形成 很多很多 种颜色 的 感受 了 跟 他持 类似 观点 的 人 是 一个 德国 的 物理学家 和 医生 名字 叫亥姆 霍兹 学过 物理 的 小伙伴 应该 是 听 过 这个 人 的 因为 他 是 能量守恒 的 发现者 之一 是 吧 他 发展 了 类似 于 托马斯 · 杨 的 观点 他 说 人 的 眼睛 里边 有 三种 细胞 这 三种 细胞 可以 感受 不同 的 色光 是 吧 比如说 这个 是 红 橙 绿 然后 蓝 然后 紫 是 吧 这 三种 细胞 第一种 细胞 对于 这个 红橙 光 比较 敏感 它 的 这个 反应 曲线 是 这样 的 这是 第一种 细胞 第二种 细胞 对 这个 绿光 比较 敏感 最 敏感 的 地方 是 在 绿光 这个 部位 第三种 细胞 对 这个 蓝 紫光 比较 敏感 他 画出 了 这么 一个 曲线 定量 描述 了 不同 的 细胞 对 这 三种 颜色 的 感受 程度 是 吧 那么 他们 的 这种 观点 后来 被 这个 神经 生物学 所 证实 现代医学 已经 发现 了 人 的 眼睛 中 的 这种 细胞 现在 医学 发现 人 的 眼睛 里边 有 两种 感光 细胞 第一种 感光 细胞 叫做 视杆细胞 这个 视杆细胞 长 的 是 杆状 的 视杆细胞 有 多少 个 呢 大概 有 一 亿个 左右 这些 感光 细胞 遇到 了 这个 光 之后 里边 的 蛋白质 就 会 发生 一些 变化 于是 这种 神经 冲动 就 会 传到 大脑 里边 去 但是 视杆细胞 它 只能 分辨 有光 没 光 它 是 不能 分辨 颜色 的 还有 一种 就 叫 视锥 细胞 长 的 是 圆锥形 状 的 那么 这个 视椎 细胞 它 是 有 三种 分别 最 容易 对 红光 绿光 和 蓝光 产生 反应 那么 这个 视椎 细胞 大概 有 六七百 万个 这是 视椎 细胞 视椎 细胞 是 可以 分辨 颜色 的 到 了 1964 年 约翰霍普金斯 大学 的 科学家 们 用 实验 的 方法 测量 了 这 三种 细胞 对于 不同 色光 的 这个 敏感 程度 结果 就 发现 了 第一种 细胞 它 对于 波长 在 560 纳米 左右 的 红光 是 最 敏感 的 第二种 它 对于 波长 在 530 纳米 左右 的 光 偏绿 的 这个 颜色 的 光是 最 敏感 的 第三种 对 波长 是 440 纳米 左右 的 光 偏蓝 的 这个 光是 最 敏感 的 至此 三 色 学说 就 被 人们 所 接受 了 比如说 红色 的 波长 较长 的 光 它 就 会 引起 第一种 感光 细胞 的 反应 所以 人 的 大脑 就 会 形成 一种 感觉 这是 红色 对 吧 那么 如果 有 一种 黄色 呢 黄色 的 光会 同时 引起 第一种 和 第二种 感光 细胞 的 反应 所以 大脑 就会脑 补出 一种 颜色 这 就是 黄色 的 对 不 对 而且 大脑 不光 能够 看到 在 自然界 阳光 中 已经 有 的 颜色 还 能够 看到 阳光 中 根本 不 存在 的 颜色 比如说 有 一种 颜色 叫做 紫红色 或者说 品红色 这种 颜色 实际上 就是 青红 的 感光 细胞 和 青蓝 的 感光 细胞 同时 受到 刺激 反应 而 形成 的 是 一种 脑补出 的 颜色 而 这种 颜色 在 自然界 中 并 不 存在 大家 注意 紫红 （ 品红 ） 色 和 紫色 并 不 一样 紫色 是 自然光 中 存在 的 它 的 颜色 有点 偏蓝 发黑 的 这种 颜色 它 跟 紫红 是 不 一样 的 紫红 在 阳光 中 并 不 存在 不过 三 色 学说 也 并非 是 完美无缺 的 它 最大 的 问题 是 没有 办法 解释 色盲 现象 我们 知道 这个 男性 有 很多 是 色盲 男性 有 8% 都 是 红绿色盲 那么 他 如果 是 红绿色盲 就 没有 办法 分辨 红色 或者 绿色 那 这 是 为什么 呢 有人 说 分辨 不了 红色 和 绿色 就是 红色 和 绿色 的 这个 圆锥 细胞 坏掉 了 但 如果 是 这样的话 他 就 不 应该 能 分辨 出 黄色 因为 黄色 就是 红色 和 绿色 同时 受到 刺激 而 产生 的 但 事实上 色盲 却 可以 看到 黄色 所以 这件 事情 难以 理解 于是 人们 又 提出 了 新 的 观点 叫做 四色 对抗 学说 四色 对抗 学说 和 三色 学说 在 近 百年 的 时间 里面 一直 在 争论 谁 对 谁错 后来 人们 又 提出 了 一种 叫做 阶段 理论 把 这个 三 色 学说 和 四色 学说 统一 起来 了 那么 关于 这 两种 说法 咱们 就 不再 给 大家 展开 了 刚才 我们 花 了 一些 时间 来 给 大家 介绍 说 这个 颜色 实际上 是 一种 主观 感受 是 眼睛 接收 到 信号 传到 大脑 中 之后 所 形成 的 所以 有 什么 结论 呢 所以 我们 要 知道 叫做 眼见 不 一定 为实 我们 常说 眼见为实 但是 这 是 不 一定 的 因为 万物 本 无色 实际上 颜色 是 一种 心理 感受 比如说 我们 是 有 三种 感光 细胞 的 我们 叫做 三 色觉 生物 对 吧 但是 并 不是 所有 的 生物 都 是 三 色觉 的 比如说 鸟 鸟 它 就是 四 色觉 生物 什么 叫 四 色觉 生物 呢 就是说 它 的 这个 眼睛 里边 它 的 感光 细胞 比 我们 多 一种 还有 一种 可以 分辨 出 紫外线 的 感光 细胞 是 吧 这 就 很 厉害 了 因为 它 多出 一种 感光 细胞 能够 看到 紫外线 所以 它 能够 看到 颜色 比 我们 多出 好 几万种 来 它 看到 的 这个 世界 比 我们 看到 的 绚丽 得 多 我们 有 的 时候 看到 一个 鸟 是 黑 的 但是 在 鸟 的 眼中 这个 鸟 可不是 黑 的 这个 鸟 的 羽毛 是 花花绿绿 的 是 吧 我们 分辨 不 出来 鸟 的 公母 鸟 一下 就 能 分辨 出来 为什么 因为 它 颜色 不 一样 传说 还有 少量 的 人 因为 基因突变 所以 他们 的 眼睛 也 能 看到 四种 颜色 是 吧 那 这样的话 就 比 我们 看到 的 世界 要 丰富多彩 很多 颜色 还有 什么 特征 呢 比如说 颜色 具有 恒常 性 什么 叫 恒常 性 呢 就是 我们 的 大脑 会 反过来 影响 我们 的 眼睛 我们 大脑 会 知道 说花 是 红 的 草是 绿 的 不管 是 在 白天 还是 晚上 看 花 永远都是 红 的 草 永远都是 绿 的 你 比如说 说 这个 晚上 的 雪 其实 是 很暗 的 而 白天 的 这个 煤 其实 是 很亮 的 但是 我们 脑子 中 却 永远 认为 煤块 是 黑 的 不管 它 多亮 都 是 黑 的 雪 是 白 的 不管 它 多暗 都 是 白 的 这是 我们 大脑 在 长期 的 生活 中 记忆 下来 的 一个 结果 虽然 说 它 没有 办法 反映 出 物体 的 颜色 但是 却 有利于 我们 的 生活 举个 例子 来讲 大家 看 这幅 图 这个 草莓 是 什么 颜色 的 草莓 是 什么 颜色 的 可能 大部分 同学 都 会 说 是 红色 的 对 吧 但是 如果 你 把 这 张图 放在 电脑 上 用 这种 吸管 把 它 的 颜色 吸出来 的话 你 会 发现 这个 草莓 它 是 灰色 的 我 知道 有 很多 同学 不 相信 那 咱们 就 用 这个 同样 颜色 的 布 一块 一块 地盖 草莓 给 你 看 你 看 我 用 一块 布 把 它 盖住 了 这个 布 什么 颜色 看起来 也 是 红色 的 是 吧 好 继续 我们 再 去 盖 我们 再 去 盖 好 我们 继续 盖 我们 再盖 我们 再盖 我们 再盖 大家 看 这个 布是 什么 颜色 的 是 灰色 的 对 吗 所以 草莓 也 是 灰 的 有 同学 不 信 非说 我 换图 了 其实 我 没换 咱们 再 倒 过去 我少盖 一点 还是 灰 的 对 吧 我 再 少盖 一点 还是 灰 的 对 吗 我 再 少盖 一点 是不是 好像 红 了 再少盖 更 红 了 再少盖 你 发现 了 吗 好像 草莓 是 红 的 但 事实上 这个 不管 是 草莓 还是 布 它 其实 都 是 灰 的 只不过 我们 的 眼睛 和 大脑 形成 的 颜色 的 恒常 性 所以 我们 就 认为 只要 是 草莓 肯定 是 红 的 但 实际上 它 是 灰色 的 其实 颜色 还有 负后 性 什么 叫 负后 性 呢 我 首先 要 解释一下 互补色 的 概念 我们 知道 红 橙 黄 绿 蓝 靛 紫 七种 颜色混合 到 一块 就是 白色 对 吧 或者 你 把 红 对 蓝 混合 到 一块 它 也 是 白色 但 实际上 两种 颜色 也 能 混出 白色 来 比如说 红色 和 青色 混合 到 一块 它 就是 白色 再 比如说 蓝色 和 黄色 混合 到 一块 也 是 白色 这样 我 把 每 一个 地方 它 的 这个 颜色 都 给 你 画 在 一张 盘子 上 相隔 180 度 的 两种 颜色混合 起来 就是 白色 这样 的 两种 颜色 我们 就 称之为 什么 啊 称之为 互补色 那么 整个 这个 盘子 就是 互补色 的 盘子 那么 所谓 的 负后 性 是 什么 意思 呢 就是 如果 你 看 的 蓝色 的 东西 多 了 的话 你 的 眼睛 对 蓝色 就 会 不 敏感 于是 你 再 看 别的 物体 的 时候 它 都 会 偏黄
