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【黄榆斐的回答(75票)】: 作为科学的概念，常常要遵循简单和严谨这两个原则。要回答你的问题，我们必须先来搞清楚一个问题： 什么是颜色？其实，我们生活中所说的颜色和天体物理中光谱中可见光的颜色并不是严格对等的。实际上，存在两种颜色的定义：
（图片来自 wikipedia）（图片来自 wikipedia） 你注意到了吗？实际上，上述的三种颜色：蓝、绿和红色（RGB）正是我们所知道的三原色。所以，事实上，你只能看到三种颜色：蓝绿红！等等……事实不是这样啊！我们的世界明明丰富多次啊？？你怎么在这里瞎扯？其实，你看到的多种多样的颜色是这三种颜色组合在一起的结果。这三种颜色好比一个三维空间里的三个坐标，你把他们不同程度的组合起来，就可以形成各种各样的颜色。实际上，他们形成了一个3D的色彩空间，如下图，空间中每一个点都代表了一种颜色。 
（图片节选自youtube视频 （图片节选自youtube视频 https://www.youtube.com/watch?v=x0-qoXOCOow） 所以你看到的颜色其实就是人眼在对蓝绿红这三种光子的测量（实际上是一段响应曲线，而不是纯粹的单色响应），然后线性的叠加而已，如果你的线性代数还没有丢掉的话，你可以理解为，以蓝、绿、红为三个基矢量，你可以组成一个三维的线性空间，而你看到的颜色是这个空间中的某个点，也就你的蓝绿红三种视锥细胞测量到的强度的线性叠加而已！ 其实我们的RGB显示器就是运用了这个原理，从而得已显示出不同的色彩。所以，很多颜色在自然界中并不是真实存在的，在上述的三维色度空间里，每一个颜色只是蓝绿红这三种光的相对强度的组合！！夸张点，这些美丽的颜色中很大一部分其实只是你的脑补而已…… 当然，人眼并不是万能的。也就是说，你的视锥细胞的感应光子的能力存在一个范围，也就是到达某个强度或者低于某个强度就超过了它的能力范围。因此，我们可以说，人眼视锥细胞的响应也存在饱和以及最低响应值：蓝、绿和红不可能无限的亮。因此，人类的感知只是这个三维色度空间里的一个有限空间区域。人类只能感受到这个区域内的色彩。这也是CIE定义出他们最有名的CIE色表的来源。那么如何从人类感知的颜色对应到这个物理世界真实的颜色呢？Commission internationale de l'éclairage，也就是国际照明委员会根据人眼对色彩的响应曲线，把上面的三维空间变换到二维，做出了著名的CIE二维色度图。变换的过程可以参考下图， 
（图片节选自youtube视频 https://www.youtube.com/watch?v=x0-qoXOCOow） 这二维的平面涵盖了人眼能看到的所有颜色（再次强调：实际上上述的三维色彩空间里有很大一部分是人眼无法识别的颜色，因为人眼视锥细胞的感光能力是有限的！）。最终，就形成了下面的CIE图，此图是1976年的修改标准，该图最早由1931年提出。
（图片来自：（图片来自：http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/） 那么我们回头再看来，如何表示出人眼中某个波长的光子的“颜色”呢？你还记得前面图中的人眼三种视锥细胞对不同波长的响应曲线吧？当你要测量某个光子的“颜色”时，你只需要把那个波长处的三种视锥细胞的响应曲线的响应率分别乘以此波段的光的强度。那么你就会得到三个数值，也就是三维色度空间里的坐标（s, m, l），这时候，你就得到了这个光子的颜色。通过这样的方法，当你把每个波长的光子的结果都计算出来之后，你最终会计算出一条曲线（也就是上图中的这个舌形图的边，你可以注意到上面标注了很多数字，从380-780 nm，就代表了这个波长的光子的颜色）。这些颜色可以近似代表自然界中真实的单色光的“颜色”。 除此之外，你还可以计算出色温曲线。如果你还记得黑体这个概念的话，不同温度会给出不同的能谱分布，如下图，不同的能谱分布中，蓝、绿和红色的相对强度不同。 
（图片来自：（图片来自：Croatian-English Chemistry Dictionary & Glossary） 那么同样通过数学的运算，你可以计算出不同温度黑体在人眼中所反映出的“颜色”。就是图中间的那条曲线。太阳的温度是～6000K，于是我们可以对应出来，太阳是白色（偏一点点黄）。] 然而，还需要提到的是，上面说的是物体发出的光，比如太阳（黄白色），还有你的显示器。那么绿叶的颜色又是怎么回事？白纸呢？白种人为什么那么白？黑人为什么那么黑？因为他们不发光。所以，其实他们的颜色只是他们反射的光中蓝绿红这三种光的相对强度的组合！！因此，对于反光的物体来说，光源的颜色覆盖很重要。这也是为什么我们使用日光灯或者白光灯的原因。试想一下，如果你用绿光灯，你还能看到丰富多彩的衣服和图画吗？ 我们言归正传：为什么我们不说“紫移”？ 汉语里的紫色其实是一个比较模糊的概念，既可以对英语英语里的violet，也可以是purple。严格来说，violet更接近比蓝波波长更短的颜色，也就是红和绿都很少，而蓝色也很弱的情形。相当于黑中加了点蓝的感觉。而紫色则是纯粹的脑补大红＋大蓝而已。不管则样，紫色并不是真实的颜色。那么violet呢？其实它也并不是真实的，我们再来看一副更精确的视锥细胞响应曲线 
（图片来自（图片来自http://weeklysciencequiz.blogspot.com） 或者为了更加严谨，我们来看看论文里实际的测量曲线： 
（图来自 Stockman et al 1993, The Journal of the Optical Society of America, 图15）（图来自 Stockman et al 1993, The Journal of the Optical Society of America, 图15） 注意到了吗？实际上在比蓝光中较短的波段红色视锥细胞的响应也比较突出，大概是0.1，而蓝色大概是0.7-0.8。因此，你看到的violet也是蓝+红组合的结果。但是，如果你强调的是，violet是波长为380nm左右的光子的颜色，那么这样的顶一下，这个颜色确实是存在的。只是，你看到的violet的颜色并不是真实的violet的颜色。毕竟，真实的情况就是蓝＋红的组合而已。试想一下，如果红色的视锥细胞在380nm处没有一个略强的响应度，那么我们看到的彩虹最终只会止于蓝色而已。有趣的是，蜜蜂短波的响应曲线的峰值在340nm左右，也就是他们能够真正看到我们所看到的“violet”。其实自然界中的很多动物都可以，而且不同的动物对不同波长的光的感知能力并不相同。所以你们眼中的世界的色彩都是不一样的。现实中还存在有四种颜色感应器的生物，我们称之为四色觉，相关内容请看这个知乎回答：众所周知有「色弱」的人，那是否有「色强」的人呢？ - Jack Wang 的回答，因为他们的色度空间是思维的，所以他们的世界比我们的要绚烂的多，但是我们永远也不会知道他们眼中的世界究竟是怎么样的。打个不恰当的比喻，好比三维空间的生物永远也无法想象四维空间的生物是什么样的。 我们前面说过了。作为科学的概念，常常要遵循简单和严谨这两个原则。我们需要通过光谱来描述多普勒效应。那么朝向波长短的一端的，考虑到人眼对三原色的认知最敏感，且这三原色是光谱中确实存在的颜色。那么蓝和红才最能代表“蓝移”和“红移”想要表达的概念。 因此，我们并不使用“紫移”。 最后我们可以开一个脑洞，除了人类以外，我们完全可以把蓝色，绿色和红色这三个原色互换，其实他们只是大脑为了辨认颜色而做的区分而已，我们完全可以变让他们让绿色对应的光子在大脑中显示出蓝色，“红色光子”显示出绿色，“蓝色光子”显示出红色。这样一来，天空中的太阳仍旧是白色，然而树叶都是蓝色了……天空也变成了红色……晚霞变成了绿色…… 哈哈哈.... 【叶晓度的回答(4票)】: 紫不是原色，红蓝是原色 【傅一行的回答(2票)】: [前言] @名字长记不住斯基 的回答(以下简称M文) 给了很多信息，区分了可见光谱的颜色和人感知的颜色，对人眼分辨颜色的机制作了介绍。很赞。不过，M文中对人眼感知颜色的解说中，有个关键地方我认为说得不对。我先给出我的看法，并补充一些其他内容。 [摘要] 正文要点：可见光光谱分红橙黄绿蓝紫六色，人眼均可响应。 补充要点：在短波长一端，相对于紫色，人更容易看到蓝色，从而用"蓝移"称呼波长变短的现象。 [以下正文] 首先，不赞同的观点是 “看到的颜色其实就是人眼在对蓝绿红这三种光子的测量，然后线性的叠加而已！” 这个说法我认为应该修正为： 看到的颜色对应的是人眼的三种光感受器(注a)对入射光的响应输出作为三维坐标值在人眼三色基色彩空间(注b)上确定的点(或向量)。 (注a) 光感受器(photoreceptors)即视锥细胞(cone cells)中的感光器。 (注b) 这里姑且用的简称"人眼三色基色彩空间"是指以人眼三种光感受器为响应基准的色彩空间，英语上对应为 LMS color space。 M文中给出的曲线给出的正是可见光光谱(visible spectrum)里不同波长的光子在人眼中不同视锥细胞中的光感受器上的响应。 当我们说"某种颜色的光子"时，我们指的是可见光光谱里的某个波长范围(即波段)的光子。而可见光光谱划分为六个波段，每个波段给一个颜色命名：红橙黄绿蓝紫六色。(你没看错，现在光学上划分的是六个！虽然牛顿当年给的是7个。) 除蓝绿红这三种光子外，还有其他颜色光子，人眼也会形成响应。 “蓝绿红这三种光子”， 对应波段一般指的是(来源:Wikipedia)： blue, 450–495 nm； green, 495–570 nm； red, 620–750 nm。 这三种光子的波段并没有覆盖可见光光谱，还必须加上 紫(violet, 380–450 nm)、 黄(yellow, 570–590 nm)、 橙(orange, 590–620 nm)。 也就是说： 存在单色紫色的！ 存在单色紫色的！ 存在单色紫色的！ （重要的事说三遍！） M文说“你只能看到三种颜色：蓝绿红！”、“紫色并不是真实的颜色。那么violet呢？其实它也并不是真实的”是不准确的。 虽然，紫色光可以和红蓝调料调出来的散射光在人眼中形成相同的响应、在人眼三色基色彩空间对应同一个点，但它们是不同的光(有不同的光谱)。假设有一种生物，其眼睛具有与人眼不同响应的视锥细胞，就可能区分单色紫色光和红蓝调色出来的光。我们喜欢的那些画，它们眼里很可能是乱七八糟的东西。 到这里，第一点说完了。 [补充点] 再补充一些内容，以供参考。 1. 蓝移、红移都是光谱上的变化，是physcal, spectral 上的变化，被人眼看到了，才是颜色(color)上的变化。 波长变长，命名为"红移"，容易理解，人眼看到的波长最长的一端为红色。 波长变短，被人发现，由于单色紫光应该是可光光波长最短的一端，在这个意义上与"红移"相应的名词应该是"紫移"更准确。 但是人眼对紫光的响应能力很弱，远没有紫光好，因而实际上人能容易看到的蓝色就变成了能看到的的波长最短的一端，因而使用"蓝移"来称呼波长变短的现象。"蓝移"被接受后形成习惯用法。 2. 英文中， blueshift 是正式用法，violet shift 作为别名也时有使用。 blueshift 的收入词典的写法是把blue和shift是连写的，是合成词。韦氏大学词典给出最早使用时间是1951年，但并没有给出具体来源。(我猜来源是科学上、特别可能是天文领域中的发现的报道文章。等有空去找找看)。与之对应的 violet shift不是合成词，violet和shift两个词是分开写的，violet shift 在常见词典中不作单独词条。 3. 三种视锥细胞光感应器响应最大的波长分别为大约：430 nm，530 nm，560 nm(见M文中图) , 按前述Wikipedia上的划分，上述三个中心波长分别落入的波段是：紫，绿，绿；三个响应主要覆盖的则分别是 紫和蓝、绿和黄、黄和红。通常称 蓝、绿、红三色视锥细胞是不准确的。你看M文中引用曲线图，图中标示的用的是S/Short-wavelenght、M/Medium-wavelength、L/Long-wavelength，短、中、长(波长)，这样才准确。这也是LMS color space中的LMS的意义。 4. 光学中有紫色单色光。与之有关的一个名词，紫外，就是指波长比紫色光波长短的一段光谱的光。 5. 没有白色单色光。不同领域指的白光不同。白光可以指使人眼响应为"白色"的光(它可以只是两种波长的光的混合，也可以是多色光混合)。白光也可以指宽谱光，如高温黑体的辐射。"白"的这一宽谱的意义也被借用到电子学、信号分析等领域。白噪声(white noise)是一种功率谱密度为常数的随机信号。 6. 人眼三色基色彩空间以LMS响应为基准，不便于再现颜色，其他色彩空间应运而生。比如，RGB颜色空间，基于红、绿、蓝单色，方便物理上再现。 [结束] 这个题目很有意思。自己借着复习了一下color vision和 visible spectrum的有关知识。 就写这些啦！欢迎批评指正。 原文地址:知乎 |
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