光學顯微鏡物理學光學技術,光譜中的兩種光混合
如果問一名物理學家黃色光是什么，他會告訴你它是波長在
590納米(一納米為十億分之一米)范圍內的橫向電磁波。如果接
著問他黃色來自何處?他會說：在我看來根本沒有黃色，只是當
這些振動接觸到健康眼睛的視網膜時，會使人產生黃色的感覺。
如果繼續詢問下去，你會聽到他說，不同波長會產生不同色彩
感，但這只有當波長為800～400納米時才會出現，并不是所有
波長的光都會如此。對物理學家來說，紅外線(超過800納米)和
紫外線(不足400納米)與人眼能感受到的800～400納米的光波
是基本相同的現象。眼睛對光的這種特殊選擇是如何產生的呢?
顯然這是對太陽光輻射的一種適應，因為陽光在光波的這個波長
區域較強，而到兩端逐漸減弱。眼睛感受到較亮的光是黃色，
它正好在陽光輻射較強的峰值區域內。
我們可能會進一步詢問：是否僅僅波長鄰近590納米的光才
能產生視覺上的黃色。答案并非如此。760納米的光波能產生紅
色，535納米的光波能產生綠色。將紅色光波與綠色光波按一定
比例混合后產生的黃色光波與590納米處的黃色光波感覺上并無
區別。分別在單色光照和混合光照下的兩個相鄰區域看起來完全
相同，無法區分彼此。是否能通過波長對色覺作出某些預先判斷
呢?也就是說，是否色覺與光波的客觀物理性質有某種數值聯系?
答案是否定的。所有這類混合光圖都是通過實驗發現的，這叫色
三角形，但這并不僅僅和波長有關。光譜中的兩種光混合產生
波長介于其中的光并非普遍規律，例如將光譜兩端的紅色和藍色
混合后產生的紫色不屬于光譜中任何一種單色光。并且，不同人
對混合光圖和色三角形的感覺略有不同，而那些三色視覺異常的
人(并不是色盲)對此的感覺則與常人有很大差異。
物理學家對光波的客觀描述無法解釋色彩感。假如生理學家
對視網膜內的變化過程，及該變化在視神經簇和大腦內引發相應
的神經變化過程，有更充分的了解，他們是否能對此做出解釋
呢?我不這樣認為。我們至多可以客觀地掌握，每逢在某個特定
方向或某個特定視覺感受范圍內感覺到黃色時大腦中的變化過
程，哪些神經纖維以多大比率被激發，或許甚至可以準確知道它
們在特定腦細胞中引起的變化過程。但即便如此細致的了解，也
不能告訴我們色彩感覺，或某特定方向的黃色感覺是如何產生
的。對于味覺，甜的或其他的感覺，生理過程也是同樣的。我只
想說，任何對神經系統變化過程的客觀描述，肯定不包含對“黃
色”、 “甜味”特征的解釋，正如對電磁波的客觀描述中不包含
這些特征的解釋一樣。
對于其他感覺，也是一樣。將我們剛研究過的色彩感和聽覺
做個比較是非常有趣的。在空氣中傳播的膨脹或收縮的彈性波可
以傳到我們耳朵中。它們的波長，或準確地說是它們的頻率，決
定了聽到聲音的音高。(注意，生理學中使用頻率而不是波長來
描述聲音，對光也是一樣，但頻率和波長實際上正好互為倒數，
因為真空和空氣中光的傳播速度并沒有明顯不同。)我無需告訴
你們，可聽到的聲音的頻率范圍與可見光的頻率范圍有很大差
異，聲音的頻率是從每秒12～16到每秒20 000～30 000。
而光的范圍則在幾百萬億間。
