色彩的视觉研究

视觉三色学说亦称三原感觉论，是由19世纪英国物理学家和法国物理学家共同建立的。

1802年英国物理学家杨格（T.Young）提出了颜色视觉生理器三原色的假说。后来法国物理学家赫尔姆霍兹（H.Helmholtz）补充了杨格的学说，提出在大脑皮质有与三种感色器官相应的三种特化结构。被称为“杨—赫视觉三色说”。

三色学说认为人眼视网膜的视锥细胞含有红、绿、蓝三种感光色素。当单色光或各种混合色光投射到视网膜上时，三种感光色素的视锥细胞不同程度地受到刺激，经过大脑综合而产生色彩感觉。如：当含红色素的视锥细胞兴奋时，其他两种视锥细胞相对处于抑制状态，便产生红色感觉；当含绿色素的视锥细胞兴奋时，其他两种视锥细胞相对处于抑制状态，便产生绿色感觉；如果含红、绿两种视锥细胞同时兴奋，而含蓝色视锥细胞处于抑制状态，此时产生黄色感觉；三种细胞同时兴奋时，则产生白色感觉；三种细胞同时抑制则产生黑色感觉；三种细胞不同程度地受到刺激时，则产生红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等色感。如果人眼缺乏某种感光细胞，或某种感光的视锥细胞功能不正常时，就会产生色盲或色弱。

视觉四色学说亦称三对视质论，是由德国生理学家赫林（E.Hering）于1874年提出的。

他认为人的视网膜内有三种感受器，各有一对相互对抗而能进行可逆反应的化学物质。他观察到色彩现象总是成对发生关系，因而认定视网膜中有三对视素：白—黑视素、红—绿视素、黄—蓝视素。这三对视素的代谢作用包括建设（同化）和破坏（异化）两种对立的过程，光的刺激破坏白—黑视素，引起神经冲动产生白色感觉。无光刺激时，白—黑视素便重新建设起来，所引起的神经冲动产生黑色感觉。对红—绿视素，红光起破坏作用，绿光起建设作用。对黄蓝视素，黄光起破坏作用，蓝光起建设作用。因为各种颜色都有一定的明度，即含有白色，所以每一颜色不仅影响其本身视素的活动，而且也影响白—黑视素活动。根据赫林的学说，三种视素的对立过程的组合产生各种颜色感觉和各种颜色的混合现象。

一直以来，人们认为三色学说和四色学说是互相对立和矛盾的，新近科学技术的成熟和研究发现两种学说都是正确的。

颜色视觉过程假设可以分为三个阶段。第一阶段，视网膜有三种独立的锥体感觉物质，它们有选择地吸收光谱不同波长的辐射，同时每一种物质又可单独产生白和黑的反应；第二阶段，在神经兴奋由锥体感受器向视觉中枢的传导过程中，这种反应又重新组合；最后阶段形成三对对立性的神经反应。

总之，颜色视觉的机制很可能在视网膜感受器水平是三色的，这符合三色学说；而在视网膜以上的视觉传导过程中是四色的，这又符合四色学说。颜色视觉机制的最后阶段发生在大脑皮层的视觉中枢，在这里才产生各种颜色感觉。颜色视觉过程的这种设想叫做“阶段”学说，两个似乎完全对立的学说，终于在颜色视觉阶段学说中取得统一。

1-11　黑白格视觉错觉