杨—亥姆霍兹三色理论

1801年，英国医生托马斯·杨（Thomas Young）^[9]首先提出了有关色觉的三色学说，他假设视网膜中有三种不同的元件，每种元件都对某种特定的颜色敏感，最初他假定这三种最基本的颜色是红、黄和蓝，后来他又把它们改成红、绿和紫。他认为道尔顿的色盲大概是由于他的视网膜中缺乏对红色敏感的元件。托马斯·杨也许是世界上第一个用视觉生理而不是用光的物理性质来解释三原色的人。要知道，颜色是人的主观知觉，而并非物体本身的物理性质！

然而，托马斯·杨的理论在当时并没有引起人们的广泛关注，一直到1852年德国物理学家和生理学家亥姆霍兹（Hermann von Helmholtz）才重提托马斯·杨的三色学说。按照亥姆霍兹的想法，红、绿、紫三种颜色和光的波长有关。1866年他提出：

1.眼睛有三套不同的神经纤维。刺激第一套引起红色的知觉，刺激第二套引起绿色的知觉，刺激第三套则引起紫色的知觉。

2.某种单色光按照其波长的不同而以不同的程度兴奋这三类纤维。对红色敏感的纤维最容易为长波光所兴奋，而对紫色敏感的纤维则最容易为短波光所兴奋。但是这并不意味光谱中的每一种颜色不会刺激所有这三类纤维，只是有的弱一些，有的强一些。

当然，在亥姆霍兹的时代，人们还不知道视网膜中有三种不同的分别对长波光、中波光和短波光敏感的视锥细胞。亥姆霍兹用了一个含混的术语“神经纤维”来表述，这一事实要到20世纪才最终搞清楚。

一般人的视网膜中有三种不同的视锥细胞，它们中所包含的视色素的光谱敏感性各不相同。人所看到的物体的颜色取决于从物体表面反射出来的光落在这三种视锥上所引起的反应的比值。这就是杨—亥姆霍兹三色理论的生理学基础。每种视锥细胞的活动大致可以分成100种不同的等级，因此三种视锥活动的不同组合就有1003种，也就是说可能区分100万种不同的颜色，而通常的色盲患者只有两种不同的视锥，因此他们只能区分1万种不同的颜色。包括狗和新世界猴在内的大多数哺乳动物都只有两种不同的视锥，因此它们都是色盲。鸟类和某些昆虫不是色盲，其中有些甚至还能知觉到紫外线，或者有四种不同的视锥细胞，它们看到的世界也许比我们人类看到的世界还要绚丽多彩！

图1-15　亥姆霍兹。