人看到颜色是因为物体反射特定频率的光，红黄蓝三色可线性组合任何颜色，为什么三维变量会对应一维的频率？
2024-11-19 阅读 10
更新于 2024年11月22日
前面成立，后面不成立：人眼的色觉和光的频率并非一一对应，只有在“单色光”的前提条件下才是一一对应的，原因是人眼的三种用于辨色的视锥细胞对于不同频率光的响应不同。
比如人眼看到黄色，可能是单色黄光引起的，也可能是一定比例混合的红绿复色光引起的，严格说来说有无穷种组合能够造成相同的色觉。然而在物理上这个单色黄光和红绿复色光有着本质区别，用色散元件比如三棱镜就能区分出它们的不同。
详细可参考其他答主的技术帖：
色域马蹄图是怎么来的？——CIE 1931 XYZ色彩空间详解 - 知乎
先直接回答问题：
第一、“特定频率”的光称为纯光谱色光，这玩意儿通常得用一些特殊手段才能制备，以波动视角衡量的话，光和其他任何波一样都是可以混合的。事实上你看到的大多数的光都是一大堆频率乱七八糟的电磁波混在一起射到眼睛里的。
第二、颜色是一个人造的抽象概念，它的基础是三种视锥细胞神经电信号及其线性混合。电磁波是能够刺激视锥细胞产生电信号的原因，但这是一个更次级的因素，而且也不是唯一的因素。打个比方，我们讨论“水的沸腾”，基础是水被加热，至于是什么热源——是烧的柴火还是用电加热，我们其实是可以不讨论的。在视觉领域，现在的技术水平已经能够做到通过视神经直接向大脑皮层发送信号，让盲人能“看见”东西，这种视觉就并非来自可见光的刺激。
色彩最核心的概念其实是这个：
三种视锥细胞及其电磁波频率响应敏感度大约7亿年前，一些海洋生物进化出了能够对电磁波的刺激作出反应的神经器官，可以让生物辨别周围环境是明亮还是黑暗，这是视觉最早的起源，这类器官随着演化，变得愈加复杂，在寒武纪时期，视觉器官的复杂度已经达到了一个相当的高度，不仅可以辨别明暗，还足以辨别面前物体的轮廓。随着生物的进一步进化，这些能被电磁波刺激产生神经信号的细胞还在进一步分化，晚期哺乳动物普遍就有两种细胞：一种对波长较短的电磁波比较敏感，一种对波长较长的电磁波比较敏感，后者在一次基因突变中又发生了分化，而这个突变的分支里就包括人类。这就是人类颜色认知的基础：视网膜上有三种视锥细胞，他们对不同波长的电磁波会产生不同程度的反应，产生特定强度的神经信号，这些神经信号通过视神经传输到大脑的视觉皮层，在一个很抽象的高度上产生了“颜色”的认知。
