最近，張朝陽在他的物理課上提到了一個說法：

“太陽光譜里并不存在紫色，人眼看到紫色要對光譜重新疊加。”

是不是有一種，怎么好像每個字都認識，但連到一起就看不明白了的感覺……

其實是因為，在這句話里，前后的“紫”并不是同一種“紫”。

就像我們在課本上學過的兩種三原色——“色光三原色”和“色彩三原色”，雖然它們都叫“三原色”，但一個是從光學角度出發，一個是從色彩角度出發。

色光三原色，指紅、綠、藍。這三種顏色的光通過一定比例混合、疊加在一起，可以獲得幾乎所有顏色的光。 圖片來源：Wikipedia

色彩三原色，指品紅、黃、青。它們通過一定比例混合、疊加，可以獲得繪畫中幾乎所有的顏色，除了白色。圖片來源：Wikipedia

“太陽光譜里的‘紫’”和“人眼看到的‘紫’”，也是如此，一個是光學角度，一個是色彩角度。

看到這兒，你是不是產生了新的迷惑：

如果太陽光譜里沒有“紫色”，那我們看到的彩虹里“紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫”的“紫”，又是什么？

讓我們仔細了解一下吧。

01

太陽光里真的沒有“紫”嗎？

這個說法其實并不準確。太陽光譜里還是存在“紫”的，只不過并不是我們日常理解的“紫色茄子”、“紫色葡萄”中的“紫”。

當從光學角度表示太陽光譜里的“紫”時，它在英語中有一個專有名詞，叫做“Violet”，代表的是光學上純粹的“紫”——即波長在380納米-450納米這一區間的光。

在中文中，這個單詞被翻譯成“藍紫色”，也被很多人簡單地譯為“紫色”。但這里的“藍紫色”或“紫色”，與生活中看到的、提到的“紫色”并不是一個概念。

彩虹、用三棱鏡分解太陽光得出的可見光帶，其中都包含這種純粹的紫色（Violet）。只不過它在非常邊緣的地方，所占的比例也實在是太少了，讓我們很難分辨出來。

如果我們用光譜儀對太陽光進行分解，可以看到一些紫色的光。下圖中最下方那一小行紫色的色帶（不同的設備看上去顏色可能有區別）：

太陽的可見光光譜圖（波長范圍為400納米-700納米）。圖片來源：NSO

要是你覺得上面這張圖片不夠清晰，可以再看看下面這張連續光譜圖，其中“V”所代表的區域，就是“Violet”這種“紫色”的色光。

你會發現波長越靠近380納米顏色就會越“黑”，這并不是因為它就是“黑色”的，而是因為眼睛無法看到波長比400納米更短的光（紫外光），所以我們的感受到的就是黑色。此外，眼睛對顏色的判斷其實還受明暗影響。

連續光譜圖。圖片來源：Wikipedia

我們可以從“V”這一小段光譜中提取出幾個還能分辨得出的顏色。下面這些，就是大腦感受到的光學意義上的“紫色（Violet）”：

圖片來自作者

了解了光學意義上的紫色（Violet），接下來就說說生活中看到的“五彩斑斕”的“紫”又是怎么回事。

02

生活中的“紫色”是什么？

它是怎么被看到的？

從美術的角度出發，由不同比例紅色和藍色顏料混合而成的顏色，也被稱為“紫色”。這種“紫色”在英語里也有一個專有的詞：Purple，它正是我們平常見到的很多物體的“紫色”。

想感受這種“紫色”，最直觀的方式就是買一盒水彩顏料，將紅色和藍色以一定比例混合在一起：

紫色的一種，實際上紫色還有很多種，并不是單一的。和上面光學中的“紫（Violet）區別很大。圖片來自作者

把紅色光和藍色光疊加在一起，也能得到“紫色”。但這里的“紫色光”和前面提到的“光學中的紫（Violet）”區別在于——“Violet”是單色光，我們通過疊加得到的“紫色光”是混合色光。

手機屏幕就是這種“混合色光”最直觀的應用。

如果你將手機屏幕放大，就會發現屏幕里其實只有三種顏色的發光單元：紅、綠、藍（也就是色光三原色）。這三種發光單元通過明暗調節，可以讓手機屏幕呈現出各種顏色。比如紫色光，就是紅色和藍色兩個發光單元亮起后展現出來的顏色。

如果你點開這張圖片，將它放大，你會發現里面只有“紅、綠、藍”三種發光單元。圖庫版權圖片，不授權轉載

上面手機屏幕中的“紫”，我們又是如何感知的呢？

當屏幕上出現色彩的時候，視網膜上的三種視錐細胞——對黃綠光敏感的視錐細胞L，對綠光最為敏感的視錐細胞M和對藍紫光最為敏感的視錐細胞S就會被刺激到，同時發出信號給大腦，大腦會告訴我們，我們看到的顏色是什么。

如果看到的是“紫色”，那么它被“看到”的流程其實是：

屏幕上紅色和藍色的發光單元亮起，兩種發光單元分別刺激視錐細胞L和視錐細胞S，這兩種視錐細胞被同時刺激到的時候，大腦收到信號——“紫色”。

因此，我們所“看”到的顏色，其實是人眼和大腦對光的重新疊加。

現在再看張朝陽“太陽光譜里并不存在紫色，人眼看到紫色要對光譜重新疊加”這句話，是不是就不那么難理解了？

后半句話毋庸置疑，我們所感受到的 “紫色”，確實是人眼和大腦對光的重新疊加。前半句話則有一點問題，即太陽光譜還是存在“紫色”的，只不過并不是“紫色（Purple）”，而是“紫色（Violet）”……

作者｜崔瀛昊

審核｜劉 茜 北京天文館研究員

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