认知心理学

色彩和明度是视觉的两大特性。明度这个术语主要包含黑、白和各种各样的灰色阴影。而色彩的数目却是极为庞大的，从来没有一个准确的数字。在自然界中，颜色和颜色之间并非是泾渭分明，在颜色之间有着无法计数的中间色彩。如果想从众多的色彩领域中分离一批与众不同的色彩，可以从在“纯”色彩的列表中分离出来。

最后实验证明，红、黄、绿、蓝、黑、白这六种颜色，在自然界的数不胜数的图景中被提取出来，是最简单的几种颜色，其他的颜色都是这些颜色的中间色，比如紫红、黄绿、橘黄等。但是这六种颜色其实并不协调，在实验中我们发现它们之间展现出不同程度的相似性与多样性。比如一个从来没有仔细观察过彩虹的孩子也会将蓝绿连在一起，红黄联系在一起。

我们都做过相关的实验，比如黄色和蓝色混合产生绿色，蓝色和红色混合形成紫色，在颜色混合的结果中我们做出了单色数目有限的假设（在这假设中，我们可以构想光的性质是复合的）。颜色混合得到新的颜色这就说明颜色本身就是一种复杂的感觉性质。客观光觉和主观光觉没有特别明显的界限，外界的光是复合的，相对应的我们对于光线的感觉也一定是复合体。

颜色的科学原理不单在色调上有区别，在明度上也有区别，比如红比黄看上去更深等。假如将所有的色彩排列起来，在这份色彩系列的两端一定是极端的黑和白。亚里士多德在教导学生的时候就认为：黑和白是光的两个基本特征，每一种色彩都可以在它们的数量的变化混合中得到。

根据直接知觉这一观点，这个假设的简洁和普遍性是如此的诱人。我们如果认为自然界中的颜色都是来自少量单色之间的混合，而且这些单色之间还互相联系着，我们的心灵是平静不下来的，除非在这种现象反转后的两端只有黑白两种颜色。在明度方面，颜色的明度增加到极限就是白，反之是黑。按照亚里士多德的理论我们可以得知，一切的颜色来自黑和白这两个颜色。

亚里士多德关于颜色的观点一直持续到近代，甚至歌德都是这一观点的拥护者，直到牛顿的发现，才打破了这一接近两百年的旧有观点。对于亚里士多德的观点，牛顿是这么说的：“如果单一的光和色能够以各种方式互相混合，那么一定可以将混合出来的颜色的成分进行分离，然后进行重新组合，如果可以通过实验证明，这个问题就能够有一个完美的解答。”直接知觉具有欺骗性，不客观。化学家难道能看到物体具体的成分，当然不，而且不同的成分组成的物体外表看上去也会十分相似。光难道不会这样么？相类似的光也许不会产生混合物，不相类似的光难道也不会吗？

怀着这种疑问，牛顿在一次偶然事件中发现了光的折射现象，上方光源的光线穿过棱镜，但是进入我们的眼睛的时候却仿佛是从下方光源过来的一般，根本不是一条直线，就像是光源从上方转移到了下方一般，而且下方的这个点还会随着光的质量随之变化。例如蓝色光从上方的光源发射，我们从下方的一个点看到，可是红色的光从上方相同的地方发射，我们却会在看到蓝色光的那个点向上一部分的点看到。

不同颜色的光在同一个棱镜上的折射程度也不同，而且它们的折射力度也不一样。红色比蓝色弱，所以我们看到的红色的点比蓝色向上一部分。经过不同的比对，按照折射性排列如下：红-黄-绿-蓝-紫，红色折射最少，紫色正好相反，中间颜色的折射性在两个相邻的颜色之间，比如橘黄的折射性在红和黄之间。

白色作为最广泛漫射性质的光，如果白色的性质没有被其他颜色所改变，那就是我们最常见到的光。白光穿过棱镜之后不是白光本身，而是变成了一个按照红、黄、蓝、绿、紫的顺序从上向下排列的系列，就像是来自一个垂直排列好的一个系列的光源一般。

因此白光的日光并不单一，它是由大量的简单不可分解的光质组合而成的。纯红、纯黄通过棱镜，这些简单的光质的特性都不会发生变化。颜色系列由白色日光折射而来。在大自然中，天空中的彩虹就是由大气中的水粒子折射形成的，这个颜色系列包含了可以生成自然界中的任何颜色，将这些色调按照正确的比例混合，就可以得到任何一种颜色。

一切的光都来自太阳，因此所有自然物体无论是吸收的还是反射的都在日光的组成以内。当日光的强度慢慢减弱就会得到黑色，黑色其实并不是一种色彩，而是白光最小的明度。可是这种事实和颜色混合的结果难以相符 。虽然日光分解出来的光谱里面包含五种颜色，但是画家们在长期的观察中发现，三种简单的色调经过混合，也可以产生各种的颜色，得到的颜色虽然不像光谱色彩那样饱和，但是和大自然中多数颜色的饱和度却差不了多少。

为了方便实验最好不要混合颜料，所以这里用红、绿、紫三种，主要是可以利用棱镜进行分离、融合，而且分离出来的颜色印象也相近，感觉融合也方便。将这三种颜色涂在圆盘上，然后将圆盘快速旋转，这样的颜色印象就可以完整的统一起来。

红、绿、紫只要搭配好数量就可以产生白色；混合出来的颜色和这三种基本色彩以特定的比例混合也可以和白色的特定混合对应起来。我们在实验中还发现，棱镜系列中一定距离的两种颜色相互混合也可以获得白色。我们将可以对应起来的颜色称作互补色。例如绿蓝和红互补、蓝与橘黄互补；绿色是唯一纯粹的，但是可以和紫红色混合产生白色，但是这就变成了三种颜色的混合了。

这样这里就出现了矛盾，那就是光的分解和综合之间的矛盾。这种矛盾在牛顿时期还没有出现，牛顿说过：白光中存在着红、黄、绿、蓝、紫，棱镜将它们分离了出来。可是我们进行光粒子组合实验时却发现红黄蓝三种光就足够产生一切现象了。分解和综合产生了冲突，而物理知识还没有发展的可以经这两者整合的地步。

科学家发现这个矛盾之后，就向着调和的方向前进了。牛顿的光学理论认为光粒子是拥有颜色的，光是太阳发射的一种包含各种颜色粒子的物体。这个理论直到法国物理学家菲涅尔进行实验之后才被打破，光如果真的是物质，进行混合时强度是一定会增加的，可是菲涅尔实验证明光和光相遇，强度不一定增加。

光的强度增加和减弱是一种非常普遍的现象，这一现象被称作光线“干涉”，同时也明确地证明了光不是一种物质，而是运动，两种运动在相互交叉时，强度可能增加也可能减少。光波相遇时，波峰之间相遇，光波增强，波峰和波谷相遇时光波减弱，甚至消失。

干涉现象显示光相遇时，具有波峰和波谷的存在，光的强度在一个节点上有明显增加，在另一个节点上也有明显的减弱，所以说光必然是一种运动，像水波一样的运动。向水面投掷石子，石子冲击水面随之产生向四周扩散的波动，这种波动其实是一种振动，这种震动在粒子之间传播。

光线也是由物质振动构成，不过这种物质比构成水的要稀薄不少。这物质不仅在空间中存在，还对固液气三种形态的物体进行渗透，这种“发光以太”粒子位于太阳的热气层的震动内，它的运动速度更是高达93000千米/秒。所以说我们的视觉感官——眼睛——在感受到光的印象时，其实是一种连贯穿越太空的运动刺激了我们的器官，而不是一种向我们眼睛渗透的物质。

使我们对光还有色彩产生感觉也是这种形式的物质，所以感觉差异也就是“发光以太”运动的差异。物理学家还对于干涉效应进行了精准测量实验，确定了不同情况下的差别。色差的形成是因为“发光以太”粒子震动速度的不同：比如红光，每秒的震荡数在400万亿次到500万亿次之间；紫光，一秒接近800万亿次；其他的颜色的震动数都这两者之间，在系列中呈递进渐进的形式存在。

其实日光中除了这些色彩光线之外，还有一些无法作为光线感知到的震动。有比紫色折射更强的，以化学活动的形式存在；也有比红色折射更弱的，以热量形式表现。我们的眼睛只能观测其中可以激起视网膜感觉的一部分，狭窄范围内的以太震动形成了我们可以看得到的色调种类，震动率的变化就形成了颜色差异。

从物理方面来说，我们身边并没有光和颜色，外界只有以太的震动，只是我们通过这些特性分辨出了光还有各种颜色。这些特性在我们的心中就形成了光觉和色觉，我们所认知的光和色其实是我们主观对光和色的感觉罢了。这标志着心理学和物理学向前迈出了重要的一步。

不过我们要明白，我们感受到的不是以太震动，而是眼睛与大脑对振动特定的反应，因为速度原因排除眼睛无法感受到的视觉刺激，客观来说那些被排除的可能是光，就和其他的运动一样。

解释光和颜色的现象，物理会让我们涉及“正在看的主体”。那么之前的棱镜对光的分解，还有光质的组合之间的矛盾到底从何而来呢？在三种原色中可以获得包括白色的任何颜色，却不代表光线是这三种颜色合成的，也不代表我们主观的光觉导源于这三种颜色相对应的三个终极感觉。

色彩混合的实验表明：客观上三种简单的震动形式在以不同数量混合时，无论是太阳光谱的颜色还是它们的混合物，都足够在视觉器官内建立所有的刺激过程。