牛顿光学色彩理论

伽利略关于颜色存在色彩理论，但没有发表。
伽利略认为，在追求知识的过程中，我们不能指望走得太远，不可能知道事物的内在本质。我们只能希望对它们的特性做出充分的描述。但是，从这里出发，他提出了一种激进的机械论现实观，这种现实观采纳了德谟克利特的观点，认为一切不过是原子和虚空，而感官所呈现的表象、声音、色彩等不过是幻觉。一个人是如何如此迅速地从哲学谦卑的立场上跳出来，去激进地拒绝感官经验的呢？答案可能在于质量与数量之间的区别。物体的质量可以被视为伽利略不可知的内在本质。数量似乎属于少数可以被描述的属性。

要了解这些原始科学家试图发现的中间道路，即理性主义和经验主义，以及他们所引导的学派，需要进行简要的介绍。

理性主义#

现代哲学始于勒内・笛卡尔对理性主义的建立，他的传奇性思想实验采取了最愤世嫉俗的立场，以驳斥愤世嫉俗，假设我们都被一个无所不能的欺骗恶魔所创造的幻觉所困扰。在初步论证中，感觉占据重要地位，即 “蜡论”，他描述自己坐在书房里，检查一块蜡（笛卡尔 1990 年，第 84 页）。这块冰冷、坚硬、脆性且无味的白色蜡块在他手中捏来捏去，各方面都发生了变化。冷的变成了热的，硬的变成了软的，脆的变成了柔韧的，还散发出一种甜美的气味。笛卡尔相信那里确实存在某种真实的东西，但这种物质的每一个感官特征都是转瞬即逝的。那么，他怎么能声称自己对它有所了解呢？笛卡尔认为，感官并不是通向我们周围世界知识的途径 —— 不是没有进一步的支持。他回顾了哲学史，看到整个大厦正面临倒塌的危险，因为有一个简单的事实：没有任何确定的方法可以知道任何事情。对于我们的感官（特别是色觉）研究来说，同样重要的是他召唤出这个欺骗人的恶魔，然后与之搏斗的方法。据说，他把自己关在面包炉里，这是一个简陋但有效的感官剥夺室。如果感官不可信，他推理道，那么就尽可能地把它们关在外面，并与我们困境中的逻辑作斗争。任何听说过笛卡尔的人也听说过他的著名结论，从这个结论出发，

经验主义#

洛克的《人类理解论》提出，出生时心灵是一块空白的石板，我们通过在世界上获得的经验来书写它（莫里斯 1963 年，第 19-60 页）。他拒绝了笛卡尔的观念，即我们天生就有固有的观念，而是提出，我们通过反思具体的经验来学习抽象的概念。例如，数是通过接触各种数量的物体而学会的。一个或三个苹果在不同的时间呈现在我们的感官面前，我们逐渐从这些遭遇中学会了一和三。我们通过找到更多的苹果和吃掉其他的苹果来学习加法和减法。我们从现实对我们经验的限制中学会什么是合乎逻辑的。

洛克的两位最重要的追随者是伯克利和休谟。他们的理论比洛克更彻底地追求空白画布的逻辑，并大胆地重新评估现实的本质（莫里斯 1963 年）。在这样做时，他们各自探索了关于的重要问题。

色彩与视觉。事实上，一种新颖的视觉理论是伯克利哲学的核心所在，它源于他想与无神论和决定论的危险作斗争的愿望。他认为这两种危险潜伏在笛卡尔和洛克的哲学中。而休谟则满足于接近异端和无神论，并拒绝断言他没有直接经验证据的任何事物的存在。因此，他将自我简化为 “一束或一系列不同的感知，它们以令人难以置信的速度相继出现，处于永久的流动和运动之中”（休谟 1896 年，第 134 页）。

牛顿使用数学将对颜色的观察转化为制图练习。这里还有另外两个关键的观察结果要介绍。第一个关键观察是，光不会绕过角落，而是以一种 “直线” 的方式前进。第二个关键观察是，使用两个衍射光栅，中断一束光，可以将它们相对于彼此旋转，以显示光，然后阻挡它，因为它们标记的方向对齐和错开。从这些观察中，艾萨克・牛顿构建了一种全新的颜色和光理论。衍射光栅实验揭示了光是偏振的（尽管牛顿没有创造这个术语）—— 这意味着它具有两面结构，光线像许多扁平的带状物。这一观察是准确的，也是当今 3D 电影技术的基础。两片不同偏振的镜头捕捉投影机投射出的独立偏振图像。光的直线性使牛顿确信，光不是波动的，就像水波穿过一个开口进入更宽广的空间一样，它们会扩散开来，填满障碍物后的空间。尽管他的断言本质上是周期性的，认为光是由各种不同折射率的光线组成的，产生不同的颜色 —— 他明确地将其与 “空气的振动” 进行比较，并指出 “根据它们的不同大小，激发不同声音的感觉”（牛顿 1952 年，第 345 页），但他仍然坚持这一观点

一百多年后，我们来到了色彩理论史上最重要的时刻：牛顿对光的性质进行的某些实验，以及他发现 “白光” 是由无限可变的 “彩色” 光线组成的（牛顿 1952 年）。这些实验可能是由牛顿为设计更好的望远镜而进行的努力所建议的。事实上，他在 1671 年发明了反射望远镜 —— 这种望远镜比伽利略使用的望远镜更少受到 “色差” 的困扰（怀特 1999 年，第 170 页）。这些实验进行的时候，科学方法还只是模糊地定义着，关于光的本质 —— 它是波动现象还是由微粒组成的（用当时的术语来说，是 “波动的” 还是 “微粒的”）—— 的激烈辩论正在进行中。

牛顿的色轮和他的七种原色使他的理论继承了毕达哥拉斯的传统。因此，我们已经讨论了足够的背景和修辞。我们需要更准确地描述牛顿的观察以及他从这些观察中构建的色彩理论。

牛顿光学的文化影响

伯克利认为，我们对颜色和有颜色物体的世界空间的经验不是由微小的、不可见的、本身没有颜色的粒子引起的（2002 年，第 2 页）。事实上，他指出，从经验上讲，我们不能声称对一个 “外面的世界” 有任何知识 —— 一个存在于我们的感官之外的世界（伯克利 2002 年）。我们所知道的只是我们的经验 —— 而这些经验仅由我们的感官印象组成。那么，问题就变成了我们是如何形成对诸如彩色的苹果、蓝色的天空等事物的观念的？我们通过反复联想来了解那个世界，比如说，我们对圆的、红的、脆的和美味的感知。就像我们在年轻时学习 “苹果” 这个词的意义一样，不是通过理性的力量（苹果不必存在，它们只是碰巧存在），而是通过我们听到人们使用这个词而不是 “橘子” 的语境。

而伯克利则颠倒了这一顺序。在他的视觉理论中，颜色是真实的，而它们似乎依附的物体是幻觉。是的，这位信仰的捍卫者、英国国教的主教提出，笛卡尔的怀疑立场实际上是正确的 —— 我们所认为的现实世界是一个巨大的幻觉。但是，伯克利小心翼翼地避免被指责为唯我论（即我们唯一可以确定存在的存在者就是我们自己，而世界和世界上的其他人都是不真实的）。他认为，所有这些感觉确实有一个原因 —— 感官之外确实存在某种东西（伯克利 2002 年，第 12 页）。那个东西就是上帝。

牛顿的时代是色彩科学取得巨大进步的时代，也是在运用色彩和光线以达到说服效果方面取得无与伦比的成就的时代。如果艺术中的色彩运用需要一段时间才能回应他的科学，那么牛顿本人和他的科学都是他那个时代的直接反映。随着殖民带来的利益越来越多地流向欧洲，一个日益崛起的、受过良好教育的、免于匮乏的阶层通过全球资源和印刷媒体获得了知识。他们对所有可量化事物的拥抱将巩固色彩恐惧的传统，同时使他们在物理学方面取得突破性进展，这对科学和艺术都具有深远的影响。与此同时，在巴洛克艺术运动中，争夺基督徒和新殖民地民众的心灵和思想，以及巩固王室权力和权威的努力，导致了对所有色彩和视角的利用。

歌德与牛顿关于色彩理论的冲突#

歌德的色彩理论在科学上是落后的，而且被一种令人不快的论战所玷污，尽管如此，它仍然成为一位最近的评论家所称的 “对荒谬的还原主义科学世界观的抵制的纪念碑”（夏普 2002 年，第 176 页）。事实证明，它包含了许多关于色彩感知生理学的重要见解，以及作为美学选择指南的色彩理论的有影响力直觉（夏普 2002 年）。

因为《色彩学》不仅仅是对理论和实验的复述；它是对仔细的科学观察和理论化以及历史、诗歌、轶事和少许尖酸刻薄的混合体。

建构色彩理论的目的是帮助人更好的体验色彩

这一时期的主要争论在于。人的体验在色彩理论中的重要性。

然而，色彩在我们对美的考虑中所占的份额应该是微不足道的，因为美的本质不在于色彩，而在于形状，在这一点上，开明的心灵会立即达成一致。由于白色是反射光线最多的颜色，因此最容易被感知，因此，一个美丽的身体越白就越美。

牛顿赋予了世界中物理对象最终的现实性，但将我们的感官视为一种幻觉，为我们提供在我们所研究的世界中实际上不存在的体验。那么，我们该如何了解这个对象的世界呢？歌德的德国式方法是将终极现实归于感官现象；色彩体验是我们对光的真正确知。但他不是怀疑论者：现象的真实性为我们提供了丰富的证据，既关于外部世界的状态，也关于我们灵魂的状态。由于我们寻求观察自己的感知，作为科学家，我们必须承认，主观因素总是存在的。我们毕竟是在观察我们所观察的对象。这需要对所有科学努力采取一种讽刺性或临时性的态度，这一观点在今天的科学哲学中得到了充分的支持。

在百科全书里，关于歌德色彩理论的典型段落式条目，很可能是这样简要地勾勒出他与牛顿主义的辩论，然后宣称歌德在物理学方面搞错了，因此胜利属于牛顿。的确，歌德在物理学方面搞错了，但这种平庸的结论回避了关于色彩的关键问题是否属于物理学范畴，更不用说色彩理论是否应该等同于色彩科学了。我们更好地理解歌德色彩理论的思维框架可以被想象成一棵概念之树，在这棵树上，我们可以看到他的科学哲学高高耸立，框住了他所有的科学作品。依赖于这棵树的是他的方法论以及这种方法所要求的密切而详尽的观察。

在色彩理论中，歌德首先讨论的是生理学 —— 人类眼睛在检测色彩时的作用。从那里，他转向物理学，然后转向化学，在这些领域中，他以一种未能通过牛顿理论检验的方式解释了现象。在这里，我们可以暂停一下，指出牛顿的《光学》中的许多内容最终也被证明是错误的，但错误在科学中并不是致命的。无论我们对牛顿提出的事实进行怎样的修正，牛顿为色彩科学所设定的课程仍然是革命性的，并且对未来的发展至关重要。

回到歌德，我们也回到了我们正在构建的知识框架中的色彩生理学的交汇点。从生理学到色彩视觉的某些病理学，歌德提出了持久且富有成效的理论。最后，他基于同样的生理学基础，讨论了和谐色彩的使用（美学）。因此，色彩感知的生理学是他色彩理论的核心部分，这也是他几乎开创的色彩科学领域。最后，我们可以从其自身价值以及在科学和艺术领域的影响力来评估所有这些工作。这种概述清楚地表明，歌德对科学的贡献是显著的，他在色彩科学方面的工作预见了生理学和病理学的一系列突破，他对基于感知规律的色彩美学的讨论是不可或缺的。可能比他任何特定的科学成果更重要的是歌德对科学哲学和科学家所面临的方法论挑战的理解。这可能是他在文学之外最重要的、最持久的工作，因为对所有知识的建构性质的理解在今天的科学哲学中占了上风。

认为，一种基于经验、警惕理论的方法论是必不可少的。但是，科学家最终必须在这种情况下找到最接近于基石的东西：“原型现象”。这同样适用于他的色彩理论，其中色彩处于不断变化的状态，而我们对色彩的感知总是受到环境的影响。歌德认为，蓝色和黄色是色彩的原型现象。作为现象，原型现象是真正存在于自然中的东西 —— 它们不是抽象的。但是，“Ur” 这个前缀反映了德国人对文明起源的新迷恋，它意味着在无限多样的、千变万化的色彩中，蓝色和黄色具有某种基本或本质的特征。

对于我们这些习惯于认为红、黄、蓝是原色的人来说，这听起来可能像是一种狂野的、受文化影响的信仰飞跃。但是，对色彩理论的综述将表明，没有任何一组基本的、根本的或原色能够完全逃避这一观点。

这真的取决于一个人决定将什么作为常量，以及在自己的系统中将什么作为变量。例如，如果从最有限的色彩组合中创造白色的能力是它们成为主要色彩的原因，那么值得知道的是，蓝色光与黄色光确实能产生白色光。然而，对于蓝色和黄色颜料来说，情况并非如此。这种光的加色混合与颜料的减色混合之间的区别是歌德时代没有人解决的问题。

歌德认为，自然过程中的基本力量是极性吸引力和排斥力。他从磁性、氧化还原、光与暗、黄与蓝中看到了这些力量（马格努斯 1949 年）。因此，他的理论是双重的：成对的对立物，它们的动态互动产生了我们所居住的世界。在他的色彩理论中，这些过程可以通过歌德的 “色彩金字塔” 来说明
个三角形的色彩模型，其标题再次揭示了他对最早文明的迷恋（见图 5.2）。在金字塔的底部，两个角分别由黄色和蓝色占据，其他一切从这两个点出发，沿着两条不同的路径产生。通过简单的混合，黄色和蓝色的被动解决是绿色，位于基线的中间，正好在两个原始现象之间。主动解决，即绿色的对立面是红色，位于金字塔的顶峰。这个点是通过增强或强化黄色和蓝色沿着倾斜的路径达到的，这些路径沿着金字塔的侧面向上汇聚。黄色变成了橙色，蓝色变成了紫色，然后两者融合在一起，形成了歌德所称的 “皇家红”，这种颜色可能比我们目前对原色红的火引擎概念更接近粉红色或洋红。

但不同的是对色彩之间动态关系的构想，以及为理解色彩的明暗、主动与被动、温暖与凉爽方面所提供的叙述。这些是人类观察者对色彩的感知；色彩理论作为讲故事的手段，具有启发艺术和设计中色彩运用的潜力，并有助于其解释。由于强调眼睛是视觉器官，歌德启发了色彩感知的生理学领域。他欣赏感觉本身的现实性，开始探索这种感觉的机制。

这与牛顿形成了对比，牛顿明确地将所有发生在眼睛或头脑中的色彩都排除在外。歌德认为生理色彩不是幻觉、错误或 “病态”；

健康眼睛的正常运作，使我们能够洞察观察者和被观察者的本性（歌德 1840 年，第 45-50 页）。他的这些观察迅速导致了色彩感知的几个基本方面。相对的明暗性质是他首先指出的一个方面；这些看似绝对的明暗实际上总是根据它们的环境或眼睛刚刚经历的变化而被体验为或多或少的明暗。同样，其他颜色 “要求” 它们的对立面，要么是当两种对立面并肩出现时，它们同时被强化，要么是当一种颜色被感知后，另一种颜色的余晖出现 —— 就像本章的题词中，猩红色的紧身衣在缺席时被一片海绿色的幻影取代（歌德 1840 年，第 28 页）。

从这些观察中，歌德提出了关于明暗和冷暖色彩的相对性质，以及同时对比（当两种性质相反的颜色同时被看到时，它们显得更加饱和，因此也更加强烈地对立）和继起对比（当一种强烈的颜色之后出现空白表面时，眼睛会看到相反的颜色作为后像）的动态关系。我们感知到的这些色彩之间的动态关系是当今色彩理论的基础。

从这个开创性的基础上，歌德进一步提出了一种他称之为 “物理色彩” 的理论（1840 年，第 56 页）。

从这个开创性的基础上，歌德进一步提出了一种他称之为 “物理色彩” 的理论（1840 年，第 56 页）。这是光中的颜色，旨在与牛顿在这一问题上的主张相竞争。在这两种情况下，他认为颜色是自然界中真实的东西，是简单或同质的，而不是牛顿那种无色的虚无，其光是复杂而异质的。对于歌德来说，光保留了其纯洁性，经历了各种颜色的转变，而不是过滤。因此，红葡萄酒在透明的玻璃杯中并不会以某种方式困住其他颜色，过滤掉蓝色、黄色和绿色，只让红色通过。相反，它使白光变得更暗、更强烈，仿佛通过黄色和橙色修改了同样的物质，成为一种新的颜色 —— 红色。

歌德在色彩病理学领域是先驱者，通常称为色盲。他正确地意识到这些 “病理现象” 提供了狭窄但狭窄但潜在价值的狭窄但潜在有价值的窗口（1840 年，第 45 页）。尽管对色盲的首次记录观察是由朱贝尔维尔医生在 1684 年做出的，但直到一个世纪后才进一步讨论这一现象。约翰・道尔顿因其原子理论而闻名，他观察到自己和其他家庭成员都有色盲，并提供了对当时有时被称为 “道尔顿症” 的首次科学分析（1798 年）。歌德从同时对比的角度解释了色盲，并首次设想这种缺陷是由于缺乏一组颜色感觉引起的，他认为这些颜色是蓝色的，因此他给色盲的第一个科学名称是 “akyanoblepsia”，尽管这个名称是错误的。这些初步的步骤很快启发了阿图尔・叔本华，他考虑到歌德的色彩对立的重要性，提出色盲涉及对立色彩的耦合丧失。所有随后的研究都证实了这一假设，其中红绿盲是最常见的形式。詹姆斯・克拉克・马克斯韦尔将旋转圆盘作为混合颜色的手段，证明在色盲者眼中，黑、白、黄、蓝四种颜色就足以匹配所有其他颜色。

这些对色觉病理学的探索证实了歌德关于对比色的理论。如果歌德的科学哲学被证明是远见卓识的，而他对生理色彩和色觉病理学的研究被证明是有影响力的，那么他的美学研究可能更为深刻。之所以深刻，是因为它要求我们考虑色彩理论的用途，并质疑其目的是为了获得更准确地理解色彩是如何产生的。相反，歌德正在恢复色彩理论在指导艺术和设计中使用和欣赏色彩的作用。他对色彩作为外在世界和内在世界运作的指示器的诗意洞察，预示了对色彩本身进行创造性探索，这将成为现代艺术的主要关注点。

色彩科学并不是更广泛意义上的色彩理论的替代品，因为它在创造特定色彩方面的实用性并不能指导选择这种特定色彩。歌德可能希望最终能有一套法律来指导艺术家的手，许多后来的色彩理论家会相信他们正在提供这样的指导。但事实证明，这种约束并不能很好地满足艺术家的需求。尽管如此，艺术课程仍然合理地包括了他开创的许多原则，而色彩理论的大量涌现也为那些在使用色彩时寻找灵感的人提供了丰富的资源。歌德本人，以及后来的绝大多数色彩理论家，都寻求建立一个系统来确定哪些色彩组合是和谐的、平衡的、比例恰当的，等等。最终，这些系统从未完全被采纳为指导色彩使用的方法，原因只是部分地在于它们似乎并不完全有效。

他们中的许多人就像色彩理论家一样多。这也是因为色彩和谐的概念并不总是适合时代或当时的需要。“所有色彩和谐的基本法则……【是】生理性的”（1840 年，第 317 页）是歌德将美学色彩选择建立在他所发现的色彩感知规律上的深刻见解。他发现眼睛 “需要” 平衡，这与他对亚里士多德关注比例和均值的赞赏很好地结合在一起，而比例和均值是由健康的身体机能所决定的。《色彩学》是对伽利略和牛顿所宣扬的错误教义的有力反击。伽利略和牛顿认为，某些事物的真实性取决于它们的存在，即使在我们不在场的时候也是如此。在色彩领域，这种立场既具有建设性又具有误导性。塞珀在《歌德反对牛顿》一书中写道：“说歌德在事实问题上是错误的，本质上是一种有缺陷的观点，因为他是在争论事实的真实性”（2003 年）。歌德认为，事实是充满理论的。

在色彩问题上，我们如何知道我们所知道的，是一个更大的挑战，因为眼睛试图审视自己。他最诗意的表达方式是将眼睛描绘成太阳的产物：眼睛可以说是因光而生的…… 简而言之，眼睛是为光而生的，适合于光的作用；内在的光与外在的光并置在一起。如果眼睛不是充满阳光的，我们怎么能感知光呢？如果上帝的力量不活在我们身上，我们怎么能喜悦神圣的事物呢？

（牛顿未能区分加法混合和减法混合 —— 这个主题至今仍困扰着大多数色彩学生（肯普 1989 年，第 285–321 页）。这仅仅是指通过混合彩色光来产生新颜色并最终得到白光（加法混合）与通过混合以颜料、墨水或染料形式存在的彩色颜料来产生新颜色并最终得到接近黑色的混浊灰色（减法混合）之间的区别。在第一种情况下，每增加一种新的光到混合物中都会增加呈现给眼睛的光谱量，从而增加感知到的亮度，直到得到白光。在第二种情况下，混合物中的每一种新的颜料都会吸收更多来自照射它的光的波长，从而减少反射回观者的光量。理论上，黑色是所有可用的彩色颜料混合的结果，但在实际操作中，杂质和某些颜料的不透明性或半透明性意味着结果永远不会是真正的黑色）

另一种通常被认为是科学的观点认为，白和黑不是颜色。虽然一个人可以决定在语义上将白和黑与光谱中的颜色区分开来，但同样逻辑地拒绝这样做也是可以的。人们经常听说白色和黑色是色彩的组合或缺失，但同样的逻辑基本上适用于棕色。白色、黑色和彩虹的颜色是我们对光的感知现象。在当代色彩理论术语中，除了紫色之外，这些彩虹颜色被称为 “色调”。也许更有说服力的是我们对这些理论声明的兴趣，这些声明适用于从未感知过的颜色。没有完美的黑色颜料，也没有我们感知到所有光的绝对不存在或存在的情况。即使在其他方面，我们的视网膜参与了刺激性色彩和互补色彩的创造，这也能确保我们永远不会看到纯粹的白色或黑色。从长远来看，色彩理论的历史表明，在科学革命期间，色彩最重要的转变是讨论主题的变化。
诗人歌德也是按照当时的标准来看待科学的，他提出了一种包含主观体验的科学世界观。

彩色模型的演变

就在约翰・威廉・范・歌德提出他的色彩理论时，一群新的色彩理论家正在探索如何在二维和三维模型中可塑性地呈现色彩的特性。牛顿的色轮首次以有意义的方式将颜色排列成一个圆圈，这表明我们可以找到一种颜色在空间中的排列方式，通过其特性来组织颜色，每个变量都决定了颜色沿着一条特定路径的位置。这条路径可能是圆形的，也可能是轴线。

在同一时期，一组原色的概念几乎成为色彩理论的公理。这一思想有着悠久的历史，包括在希腊人对四种基本颜色的收集中。但牛顿选择七种光谱颜色，将音乐的数学秩序应用于视觉艺术，而歌德则提出了 “原型现象” 的概念，即一组有限的现象，作为所有其他现象的基础，这表明了一种更系统的本体论方案。从这一点开始，尽管每一种新的色彩理论都倾向于修改这一组的数量或具体规格，但原色的概念在大多数关于色彩本质的讨论中几乎是一个不可动摇的现实。在十九世纪的其他科学领域也可以看到类似的平行。

化学和物理学的进步，与原子概念相关联，强化了这样一种观点：复杂的现实是建立在简单的基本单位之上的。根据元素的性质将它们归类的努力，激发了设计元素周期表的努力。与色轮一样，元素周期表使用一个轴来根据一种或另一种可变的性质定位元素。也像色轮一样，与高中科学课上学到的相反，元素周期表有多种竞争性的设计，其中一些是三维的。但另一个相似之处在于地图制作，其在二维平面上展示三维形式的任务需要地图制作者在众多变量中进行选择。每种竞争性的地球投影都保留了一些现实的方面（地形大小、地形形状、某些地区比其他地区变形更大等），而牺牲了其他方面。

当我们在考虑建模色彩的各种努力时，这些相似之处可能会对我们有所帮助。与寻找完美色彩模型的努力密不可分的是对色彩进行分类的努力，其中包括一个等级体系，将原色或基本色作为色彩混合链的起点。我们熟悉的三种原色 —— 红、黄、蓝 —— 是早期和频繁出现的最重要的颜色候选者。早在 1731 年，印刷商和企业家雅各布・克里斯托弗・勒布隆就创造了一种非凡的三色印刷工艺，使用三种凹版印刷版，分别涂上这三种颜色的墨水，有时还需要第四个黑色版（见图 5.3）。这项技术上非常成功的彩色图像大规模生产努力比现在早了一个多世纪。

摩西・哈里斯设计的一对色轮是最早的、最具影响力的色彩模型之一。哈里斯是一位英国昆虫学家，他受到了牛顿发现的启发，但做出了持久的改编，提高了色轮的实用价值（见图 5.4）。他对色彩模型的科学兴趣源于他和其他自然科学家（包括鸟类学和地质学）的需求，他们需要准确记录和传达所研究的自然标本的颜色。从这个时期一直到今天，色轮都会被作为帮助艺术家选择颜色的工具，但实际使用色轮来选择和传达在艺术作品中使用的精确颜色始终是一种例外情况，当然也没有证据表明，在色轮出现之前工作的艺术家会因此而遭受任何损失。哈里斯大约在 1770 年出版的《色彩系统》采用了牛顿的色轮形式，以及他将颜色按光谱顺序排列在色轮上的方法。

尽管允许颜色无缝地从一种颜色过渡到另一种颜色具有优势，但它们通常不是在色轮上混合的，而是分门别类的。没有什么特别的规定说对艺术家或科学家来说，最有用的安排是它们在彩虹中恰好出现的顺序。他将他的系统分为一个更饱和的色轮和一个更暗淡或土色调的色轮确实表明，他的目的是处理昆虫学收藏品中出现的条件，这需要首先将颜色分为纯度或强度类别，其次根据光谱的位置进行分类。乔治・菲尔德是十九世纪英国化学家，也是湖泊颜料的创新者。他同样关注色彩从明亮饱和到混浊杂色的维度，通过将二次色作为原色的混合物（通常的概念）来制作，然后将三次色作为二次色的混合物（而不是通常所说的介于原色和二次色之间的中间色）（见图 5.5）。哈里斯的第二个圆圈和菲尔德越来越暗淡的色彩是试图以某些模型通过增加第三个维度来处理色彩复杂性的方式进行的尝试。与他采用牛顿的色轮一样重要的是，他决定忽略其体系的两个方面：选择七种颜色作为某种基本色，就像七音符是八度音阶的基本音符一样；以及颜色在光谱中的比例。牛顿对色轮作为色彩模型的兴趣部分是出于将他的理论与音乐学概念相一致的愿望，导致了将无限可折射的色彩提炼为七种色彩的紧张努力，然后构建这些色彩的比例。

目前尚不清楚是什么动机促使人们将三种颜色作为主要颜色，因为部分支持这一数量的生理证据要到几十年后才会出现。也许这只是三种主要颜色的选择是一种涌现现象，在当时的其他颜色系统中都能注意到，并且可能被那些从事色彩混合和应用的印刷工和其他人的经验所证明。1758 年，德国著名天文学家托拜厄斯・迈耶在哥廷根的一次讲座中提出了一种新的色彩模型，并建议在色彩建模中引入第三维度，但直到 1775 年才在他死后出版。这种新形式就是色三角形，几乎和色轮一样有影响力（见图 5.6）。

1801 年，英国著名物理学家和埃及学家托马斯・杨开始将物理学与生理学联系起来，而歌德则试图在德国完成他对《色彩论》的研究。他对眼睛通过改变晶状体曲度来聚焦不同距离物体的能力的解释使他成为生理光学领域的关键创始人。他还负责推翻了牛顿的 “微粒”（粒子）理论，转而支持光的波动理论，因为他简单而优雅地展示了波的干涉。关于色觉，他解决了同色异谱的问题，即眼睛对单一颜色的感知来自多种不同的刺激。例如，我们可能会感知到某种黄绿色，因为我们的视网膜被一个纯光源刺激，该光源与光谱中黄色和绿色之间的部分相对应，或者我们可能会因为一个或多个光源组合而成的光刺激而感知到它，这些光源对应于光谱中的其他部分。

杨考虑了这个问题，以及颜色的无限可变折射率（使用牛顿的术语）和画家从三种颜色混合出许多颜色的经验。杨得出结论认为，眼睛中的感受器细胞显然并不多，每个细胞都能检测到光谱中的一个微小部分，并辨别出那些特定的刺激。相反，必须有一小群细胞，它们可以被更宽广的光谱范围所刺激，但其敏感性在光谱上的某个特定点达到顶峰。他提出假设认为，眼睛中有三种这样的感受器细胞聚集在视网膜上 —— 几十年后，赫尔姆霍茨接受了这一假设。他最初的三原色是红、黄和蓝，但他很快提出了红、绿和紫罗兰，表明他对区分颜色在光中的混合与在颜料中的混合产生了兴趣。这种三原色理论建立在从描述物体通过光传递给我们的三种颜色（物理学）到描述眼睛中的三种颜色感觉的转折点上。它本质上是准确的，描述了当代色彩科学所接受的三种视锥细胞。

但随着时间的推移，两人逐渐分道扬镳，因为歌德认为这位年轻哲学家的观点与他的观点相悖，是不可接受的。叔本华追随歌德的脚步，关注色彩感知现象的真实性。因此，他在 1815 年出版的《视觉与色彩》一书中，重点讨论了色彩生理学，并用一整章的篇幅讨论了色彩视觉障碍，是最早全面考虑色盲对色彩理论影响的人之一。

更具创新的是他的色彩模型，实际上是一个简单的色彩序列，将色彩按照生理学的顺序排列，沿着一条从白到黑的线，而不是像牛顿和本章讨论的所有模型那样按照光谱顺序排列。本质上，叔本华将对视网膜如何被刺激的考虑与亚里士多德（现在是歌德）关于色彩存在于白与黑之间的观点结合在一起。叔本华提出，对视网膜的充分刺激会引发对白色的感知，而当刺激停止时，眼睛会补偿性地感知到黑色，以黑色的残影形式出现，因为眼睛试图恢复平衡。同样，黑色是对眼睛的强烈刺激不足，会引发眼睛对白色的反应。黄色是比白色低一级的刺激，与紫色的关系就像白色与黑色的关系一样，一个数学比例有助于将这一理论与音乐和谐的理念联系起来。在黄色之下是橙色，与蓝色相对。最后是与红色相对的绿色，这对颜色位于序列的中心。因此，完整的序列包括白色和黑色作为颜色的极端案例，而不是像许多人在牛顿之后描述的那样，认为它们是颜色的缺失或存在。

然而，更引人注目的是在白色和黑色之间的结果序列，取代了牛顿的红 — 橙 — 黄 — 绿 — 蓝 — 靛 — 紫，变成了黄 — 橙 — 红 — 绿 — 蓝 — 紫。黄色和橙色照常排列，但通常不会在橙色和红色之间发现绿色，红色和蓝色之间发现绿色，或者蓝色和紫色之间发现红色。然而，这个顺序与我们对色彩的生理体验非常吻合，并且像歌德的理论一样，它使色彩的使用者意识到我们与色彩创造之间的不可分割的联系。
谢弗勒尔
24 年，他受雇于哥白林挂毯厂，解决他们染料质量的问题，并在那里工作了六十年，在将色彩理论应用于实践方面做出了许多重要发现。在接下来的几十年里，化学将产生许多新的、更明亮和更持久的颜料，因此对于像谢弗勒尔这样的化学家来说，这样的职位是自然而然的。但他发现的是，哥白林使用的染料完全令人满意，问题在于这些颜色的使用。通过将互补色并置，正如歌德所设想的那样，这些产品在消费者的视觉上引起了意想不到的反应。如果以过度精细和混合的方式组合，互补色会相互抵消，从而产生混浊的效果，我们现在称之为光学混合。
另一方面，将互补色的大面积并置会使每种颜色看起来比实际更饱和，我们现在称之为同时对比。谢弗勒尔还发现了 “谢弗勒尔的幻觉”，即两种色调相同但强度不同的颜色似乎被一条闪烁的线分隔开来。基本要点或者关键问题在于，某一根线的表观颜色取决于上下文。对于模仿自然的艺术家来说，这将产生一种奇特的后果。虽然明暗效果将继续需要精确复制，甚至夸张（因为绘画中的明暗永远不会像阳光下的风景那样真实），但如果一个人完全复制他们周围看到的颜色，那么这幅画可能会因为压缩空间中的颜色相互作用而呈现出不同的外观。这些见解在世纪末对印象派产生了深远的影响，也对二十世纪初的几场后印象派运动产生了影响。

到中叶，谢弗勒尔提出了自己的色彩系统和色彩模型。与伦格的模型一样，这个模型也是以红、黄、蓝三原色为基础的。也与伦格一样，他按照光谱顺序排列颜色，并以十二等分的对称或平衡排列方式呈现。但谢弗勒尔为他的三维立体提出了一个半球体，而不是一个球体。色轮构成了半球体的底面，但这个圆圈将白色置于中心，黑色环绕四周，彩虹色的圆圈驻扎在中心和周长之间的中点。半球体的顶部也是黑色的，有一条灰色的刻度线通向圆形底面的白色中心。因此，底面和顶部之间的层次是逐渐缩小、变暗和暗淡的变体。没有明显的科学理由来选择半球体或球体，但它符合印刷商再现颜色的需求。可用的饱和颜料和纸张的白色构成了他们所有工作的基础。印刷师可能会稀释颜料的应用，从而揭示更多纸张的白色。除此之外，人们可以简单地将颜色混合在一起，或者与黑色混合，这些限制很好地被谢弗勒尔的色彩半球所建模。

在几个方面，谢弗勒尔的色彩模型是先知性的，它标志着一个重要的阶段，介于伦格所概述的相对抽象的模型和蒙塞尔更为经验性的色彩立体之间。谢弗勒尔的系统不仅仅是一个理论上的分类系统，因为他密切参与了戈贝林工作室织工所使用的色彩样本的编织组合。他甚至用染色的羊毛样本制作了一个色轮 —— 他还雄心勃勃地想用瓷器样本制作另一个色轮。这种对色彩在语境中的真实体验的支持，支持了他对光学混合和互动理论的发展。

马克斯韦尔

到目前为止，我们还没有提到摄影术的发明 —— 不是照相机，从某种意义上说，照相机可以追溯到中国古代的墨子，而是使用照相机和光敏化学来捕捉光线，形成持久的图像。也许，摄影术为解开加色混合和减色混合创造了必要的背景。

在马克斯韦尔之前，色彩理论家未能澄清有色光线混合形成新颜色的过程，而不是有色颜料混合形成新颜色的过程。马克斯韦尔弄清了这种差异，并且借助于杨的三色敏感性理论（该理论正由赫尔姆霍茨不断更新并提供更多的实验依据），他理解了加色混合的原色将与我们敏感的三种颜色 —— 红、绿、蓝相对应。在 1861 年的一次色彩理论讲座中，马克斯韦尔展示了第一张彩色照片的诞生（见图 5.9）。他让摄影师用三种滤光片 —— 红、绿、蓝 —— 分别拍摄同一主题 —— 苏格兰格纹 —— 的三张黑白照片。然后，他将这三幅图像投射到一个重叠的图像上，以产生完整的彩色图像。詹姆斯・克拉克・马克斯韦尔还大量使用了光学混合 —— 也就是我们在观看谢弗勒尔的挂毯时眼睛所看到的那种混合。

旋转陀螺，表面排列着不同颜色，最终将中灰色放在中心，根据它们的光学混合物与灰色中心的接近程度来寻找光学互补色。这些陀螺被称为马克斯韦尔圆盘，尽管他不是第一个使用它们的人，但他用它们发明了色度学领域。马克斯韦尔最著名的发现将颜色和光与宇宙物理学联系起来，他得出结论，可见光谱只是更广泛光谱的一部分，包括 X 射线、无线电、红外线、紫外线等。他证明了电场和磁场以光速在空间中以波的形式传播。在这种电磁频谱的背景下，牛顿通过将频谱弯成一个圆圈来将红色与紫色联系起来，这被证明是生理学而不是物理学在起作用。频谱中不存在紫色部分，但在我们的感知中存在紫色现象。因此，色轮是人类中心主义的构建。

赫尔曼・冯・赫尔姆霍茨和埃瓦尔德・赫林，结束了十九世纪的色彩理论，他们围绕色彩的本质展开了新的智力和个人争端，这让人想起了色彩理论开始时牛顿派和歌德派之间的分裂。赫尔姆霍茨证实了杨的三原色学说的有效性 —— 现在称为杨 - 赫尔姆霍茨理论。他还在色彩模型的发展方面迈出了惊人的一步，采用了不对称的形式代替色轮。从某种意义上说，牛顿的原始色彩模型也是不对称的，两者都受到同一原则的驱动。这仅仅意味着人类对颜色的感知本身并不是对称的。在牛顿的色轮中，我们看到这一点不是在色轮的轮廓上，而是在色轮内的扇形细分部分。这是由于我们并没有以平滑的方式感知从长波到短波的光谱，而是将颜色聚在一起，形成不均匀的斑块。

赫尔姆霍茨基于这样一个事实建立了他的不对称模型：紫色到洋红的感知只是作为红色和紫色的合成，以简单的比例在模型的一侧形成一条直线。他还承认黄色比蓝色更亮的事实，将白色汇聚点放在模型中偏离中心之外，更靠近黄色（见图 5.10）。决定使用一个
在构建色彩模型时，对称或不对称的形状将成为所有此类模型向前发展的显著特征。不对称的决定获得了更高的准确性，但牺牲了实用性，并阻碍了与色彩和谐美学相关的长期珍视的观念。埃瓦尔德・赫林是研究双眼视觉如何运作的先驱者，包括深度感知和两只眼睛的协调运动。他对色彩的研究考虑了心理学和语言学证据，认为它们在探索色彩的真实性质方面是有效的。他提出了色彩对立理论，主张四种主要色调，加上黑色和白色，构成三对对立色彩。这三对颜色是红 — 绿、蓝 — 黄和黑 — 白。心理学证据使他提出了一种原色的概念，即我们不认为它与另一种颜色有任何部分重叠的颜色，而其他颜色必须与它共享一部分，否则就是另一种原色。例如，黄色原色是那种没有绿色或红色暗示的颜色。他还认为，绿色原色是一种看起来不是 “蓝黄色” 的颜色。在他的论点中，红色、黄色、白色和黑色都达到了同样的地位。他进一步引用了不同语言中的颜色词作为该理论的证据，指出这些是我们单独命名的颜色。赫尔姆霍茨和赫林之间的激烈争论在他们去世后仍然继续着。然而，时间可能已经弥合了分歧，因为新的发现为这两种理论提供了支持。视网膜确实具有三种主要的色彩敏感性，正如杨 - 赫尔姆霍茨理论所描述的那样。

但是，将色彩感觉传递给大脑的神经节细胞似乎将光的印象转化为三对色彩对立物，正如赫林所断言的那样。

工业革命时期的色彩运用

摄影术的发明

摄影术诞生之初，人们通常不会从色彩的角度来讨论它。除了在马克斯韦尔等人的孤立实验中，摄影术一直受到黑白的限制，直到 20 世纪中期。但当然，我们已经确立了这样一个观点：将黑白视为一种不同于色彩的概念，是本书试图质疑的所谓色彩理论的事实之一。能够捕捉视觉世界的复制品 —— 正如 “摄影” 一词所承诺的那样，用光作画 —— 这表明了色彩理论的一个转折点。但是，摄影的意义何在？它是如何改变人类文化的？也许最初它是科学的奇迹，是物理学家对光和色彩内在本质的特殊研究方法的证明。在视觉艺术中，它无疑具有独特的科学权威性。但摄影也有其神秘之处，正如任何在暗室里工作的人在将曝光的纸张放入显影剂浴缸并在红光下前后摇动时所感受到的那样。图像仿佛凭空出现，仿佛一个幽灵从无形的世界进入有形的世界。

我们可以想象达盖尔、福克斯・塔尔博特或尼埃普斯，以及他们的追随者 —— 一种新的艺术家技术员；甚至是一种表演者 —— 冒险进入这个新领域，而他们对自己的所作所为却一无所知。他们拍摄的图像最初大多是肖像画 —— 创造并满足了公众强烈渴望记录和保存自己存在的一种强烈愿望。也许，他们所拍摄的图像蕴含着一种纯粹的乐观精神，一种充满希望的、向前看的信念，相信他们自己和他们所爱的人的一些东西会在他们之后继续存在。对我们来说，这个观点是不同的，充满了美丽和奇迹，但也染上了失落的色彩。我们看到一个孩子的替身，仿佛在盘子或照片上呼吸着，而我们知道她早已长大、衰老、死去。也许摄影最被接受的一面是它与绘画的关系，充满了竞争和模仿。即使当观察者迅速看到绘画在摄影的惊人真实中的死亡时，早期的 “风景画派” 摄影师，如朱莉娅・玛格丽特・卡梅隆，也试图模仿绘画的形式品质。而摄影的倡导者则继续为获得广泛公众赋予绘画的崇高艺术地位而努力（见图 5.12）。

他们像画家一样构图，像画家一样为塑造形体而照明，然后发展出手工给完成的印像上色的技术，以更好地模仿绘画的逼真色彩。如果摄影并没有杀死绘画，它无疑对绘画产生了革命性的影响。在题材方面，历史画突然变成了一个呆板的陈旧事物。而画家的构图也开始模仿摄影的构图，模仿那些似乎自然地来自摄影镜头的奇特剪裁和动感角度。画家的色彩可能被改变了最多。因为黑白摄影使绘画的两个问题变得悬而未决。首先，它表明，将色彩理解为彩虹的色调并不是展示令人信服的真实视觉世界所必需的。其次，它永远使这种真实成为次要的，而绘画才是主要媒介。许多画家继续试图描绘他们所看到的，但通常认为主观会在不同程度上进入这一方程式，从微妙到绝对。正如接下来的章节将展示的那样，摄影解放了色彩的描述角色。从此，色彩本身将成为绘画的自然组成部分，也将主导我们对色彩理论的期望。

创建一个色彩模型，描述色彩属性的物理、道德和精神层面。从一个能引起你精神直觉的形状开始 —— 无论是球体、金字塔、星星还是青蛙。中心点有什么意义吗？极端点？这种意义应该反映在驻留在那里的颜色上。你可能很快就会发现自己陷入矛盾之中。你可以选择克服这些矛盾，或者退后一步，进行简化。如果你简化到更少的属性，你可能会更有成功的机会。由于一些色彩模型是二维的，避免使用明度，因此你可以专注于温暖、凉爽和灵魂的状态。

考虑一下，不同的感知者对颜色的感知是不同的。你的眼睛可能也是如此。色盲者更是如此。我们知道，动物感知电磁光谱的不同部分。例如，研究一下蜜蜂、狗或色盲者所看到的波长。为这个感知者创建一个颜色模型。在我们感知颜色而他们不感知颜色的地方，会有差距吗？在他们感知颜色而我们不感知颜色的地方，情况又如何呢？紫外线在色轮上的位置在哪里？

色谱学与大众视觉文化

十九世纪是色彩理论作为一门独立学科的鼎盛时期，它在理论和实践方面都取得了巨大的进步，并在从物理学、种族学到美学的讨论中发挥了核心作用。色彩理论层出不穷，每一种理论都有自己的原色、多维模型，以及对经验证据和先验对称观念的调和。尽管歌德的《色彩学》遭到公开的科学排斥，但他对视觉现象的强调被证明是色彩理论应用的核心，也是随后在色彩感知的生理方面取得的许多科学进展的核心。但是，这种强调同样与浪漫主义和德国人对我们的内在心理或精神世界与充满崇高力量的外在世界之间的联系的关注是一致的。在那个时代的诗意想象中，对色彩的沉思能够促成这些世界的沟通。当科学家们逐渐发现如何以自身价值考虑色彩体验时，一些艺术家推翻了素描和色彩的等级制度，拥抱色彩的独特表现力。这些发展都不能脱离工业革命、废奴和性别政治的更大历史背景。工业革命被视为一场社会变革，它将色彩作为一种强化或破坏性别、种族和阶级观念的代码。正如我们在第 6 章中将继续看到的那样，色彩理论的进步对大众媒体的新产品提供者来说，至少和对传统意义上的艺术家和设计师一样有益。

在整个十九世纪，色彩理论的一个独特分支是自然主义者们为更精确地描述他们研究对象的颜色而做出的许多努力。这些科学家希望克服用现代语言的模糊措辞来描述特定的棕色或灰色的困难，当他们指定所观察到的颜色时，有一个一致或标准的参照物。这种标准化颜色名称（命名法）的努力通常体现了对颜色进行分组和分类（分类学）的初步努力，就像物种被组织起来一样。这些自然主义者的分类法表明了开始以一种新的方式来概念化颜色和一般感官体验的开端。他们认为固定那些通常被视为转瞬即逝的事物是可能的。他们假设经验可以通过语言或数字的抽象来有意义地传达。而他们所导致的色彩分类法和测量标准可以被视为一种努力，试图驯服色彩，并通过将其从感知体验的语境中抽象出来使其合理化。尽管这些努力与物理学家和艺术家的努力并行不悖，但直到十九世纪末，这些博物学家并没有表现出他们熟悉主流色彩理论的进展。他们对明确研究对象（无论是鸟类、昆虫、矿物还是自然界的其他元素）的色彩的兴趣，使这些努力较少关注视觉的更广泛背景、物理学对物体色彩的幻觉，以及色彩在感知中因各种互动而改变的方式。