色彩物理指纹与色彩脑机意识交互纠缠

缪维

中文关键词：色子、色立体、色指纹、色意识、色脑交互

关键字：环境设计：色彩运用

摘要：通过论述色彩的物理属性，色彩的艺术特质，结合当今科技的发展，色彩领域最新科技成果，探讨了色彩物理光波指纹与大脑意识生理电指纹交互纠缠的现象，颠覆了原有的色彩学观念，为深入研究和发展色彩学展现了新的视野。在现代信息技术、互联网发展日新月异的今天，将色彩理性科学与感性美学融合应用，必将有无限美好的未来。

色彩到底是什么？人们看到的色彩，对色彩的认识，发展到今天，仍然有许多的未知。关于色彩学，历来是两股道上跑的车。以牛顿为首的光学物理学家，以歌德、达芬奇为首的艺术家，对于色彩学的理解和认识，各抒己见，莫衷一是。

随着科技的进步，研究手段的多样化，当代科技已经颠覆了人类的世界观！色彩学的研究和发展已经不可能在单一范畴内孤立地进行，必须将色彩物理科技与色彩意识美学融合，即光学物理学意义上的色彩学，与艺术家美学中的色彩学之间，要互相借鉴，相互依存，嫁接融合，共同促进，殊途同归，促进本学科的建设、应用和发展。

一、色彩数字化是色彩科技现代化的基础

由于我国对色彩的认知非常狭隘，所以没有专门设立“色彩学”。长期以来，在我国的色彩教学中，从中小学到高中，甚至进入艺术院校，色彩教学基本上都是由画家和艺术家承担，传授的基本上是他们对色彩的认知能力。教材内容主要阐明色彩的色相、明度，艳度，三属性构成的基本概念和原理，并按照这些逻辑训练色彩搭配关系，都是色彩感性总结出的色彩美学理论。

色彩学与物理学、力学、化学、医学、文学、美学等等学科一样，其发展都不可能在单一范畴内孤立研究，与其它学科相互依存，互相借鉴，嫁接融合，共同促进，殊途同归。

随着近代物理光学、量子力学、脑思维意识科学的发展，特别是数码技术的产生和发展，彩色图像显示产品应运而生。彩色电视机的迅速普及，LED显示屏幕的广泛应用，人们可以在薄如纸的柔软透明材质屏幕上，迅速显示、触摸、操作和修改精致的图像，消除了人类繁重操作技术的劳累。彩色数码摄影的发明，省略了高昂胶片成本的费用，让人们几乎不需成本享受摄影的快乐！色彩图像显示技术，经过人们不断的探索、发展，促使图文再显技术突飞猛进发展，将色彩艺术和造型功能的精神享受、物质享受的图稿设计，成为容易达到的目标，使设计者能在电子显示屏上随心所欲创作，创造出达到自己意图的作品。

现代科学对物质的研究发现，在进入分子、原子、量子等微观级别后，意外非常巨大，出现了超导体、纳米级、石墨烯等革命性的材料，出现了从分子水平治愈癌症的奇迹。而最神奇的是“量子纠缠”。这让人类原有认知的色彩理论，产生了坍塌。色彩光波指纹与人脑意识产生的电生理波指纹交互纠缠。色彩与视觉相隔很远的二个量子之间，并没有任何常规联系，一个色光波出现状态变化，另一个视觉体大脑几乎在相同的时间出现相应的生理状态变化。现代量子论逻辑证明这也符合量子纠缠规律。

在现代量子科学时代，色彩中“色点”的概念非常重要。色点应该称它为“色子”。这一概念来源于法国化学家谢弗勒（Michel-Eugene Cheveul）1839年出版的图解书《色彩同时对比法则》。美国学者鲁德（OgdenRood）1879年出版的《现代色彩学》，也提出了“色点”的概念。这为色彩数字化，色彩数码技术奠定了理论基础。“每种物质发生质的变化时，必然释放能量，并发出该物质色光谱的‘DNA指纹”，这为其他科学研究发展，促进人类探索宇宙最新奥秘开辟了新途径。同时，这些特有的“DNA”电光波指纹，可以非直接接触，使远距离物质精确测定，使地球上的人类，能够远距离鉴别、认定物质，甚至包括巨热的太阳，及其它星球上物质性质方法的原理。色彩的奥秘实在是很深很深。

随着现代色彩科学的推进，逐渐认知色彩是不同频谱的光波，是视觉神经的刺激物。色名可以用频谱曲线和数字量化或条形码来精确表述。

2016年9月15日我国成功发射了天宫二号空间实验室。天宫2号实施量子通讯，进行神秘的量子密钥分发试验，证明这种比光更小的颗粒，是不能再分割的光量子。光量子的形成，这种特性证明了色彩是非常非常小的“点”的事实。

数码成像像机和LED显示屏，生产的彩色电视都是由非常非常小的点（像素）构成的画面，都是应用空间视觉混合原理。像素越高、越密，画面图像越清晰。这是色彩物理学与脑视觉生理学融合发展的结果，是色彩认知和空间混合原理的升华。

色彩数字化的精确应用，使色彩学与现代互联网的相互融合成为可能，这也是现代设计的关键内涵。色彩远程交流认定，实现了虚拟网络交易，是产品质量色彩精确质量检测，产品认定保证的基础。

物理学家研究指出，色彩实质是各种不同形态的光谱，每种色彩光频谱产生异样特定的光谱指纹，如同超市每种商品的条形码，每种物体质变时必定会发生温度变化，甚至燃烧，都会产生该物质DNA特有的光波频谱指纹，可以远程监测认定。

国际光学学会1931年发布XYZ值平面马蹄形图色域，这是光学物理学家根据光谱曲线的色彩数字化原理而研究的，成为精确测量认定色彩的一种方式，这是一种只有数值没有对比实用性抽象色彩方式。但是，人们在应用色彩时，需要非常具象而直观标准的色样。因此艺术家和颜料化学家又发明创造了另一种色彩数字化方式。他们根据几何学原理，把色彩设想成为客观上根本不存在的各种形状的色立体。在三维的色立体中，像地理坐标位置原理一样，将色彩的三属性：色相、明度、艳度的数据，三维定位，找出每个颜色点精确位置的数据。根据色位数据制定标准色卡，这是即有数据检测鉴定依据，又有可直观对比测量的色标。这是科学的即能精确测量又有具象精确复制的双向执行的方式。后来参考色彩专家设想的色立体色彩体系。CIE在1978年改进原马蹄形色域图为LAB混色系统的色彩空间立体模型图，成为LAB值的数字化的色立体体系新的表色方法。CIELAB色体系解决了既有数据有具体色彩相貌的问题。CIE LAB色空间是基于一种颜色，不能同时既是绿又是红，也不能同时既是蓝又是黄，这个逻辑而建立的，是一个立体的、由亮度L、以及A、B两个色彩范围构成。所以数值可以描述红/绿及黄/蓝色特征。当一种颜色用CIE LAB值時，其中L表示明度值，A表示红/绿值，B表示黄/蓝值。

色彩数字化，是色彩脑机交互的关键点。世界色彩体系的研究发展，各具特色。如果用物理模型来解释的话，根本就没有“色彩”这样一个实体。色彩光谱指纹，是色彩远程鉴定原理的依据，色彩视觉刺激度形成色彩语义等等，都是光学、数学、化学、物理学与艺术美学及心理学结合创造发展的结果，这些学科的融合，不断推进色彩学的发展。

二、色彩特性对人脑生理和影视脑机的交互纠缠

颜色给予人的视觉是不稳定，非常复杂，变换莫测的。照射光色相属性的性质，光照度的强弱，光照的角度，受体表面肌理的异样，都会使色彩发生变化。色彩有“同色异谱”变化的规律：色彩受周边色彩异样对比而发生视觉改变：色彩受眼睛与被看物体距离远近而变化。掌握色彩逻辑不是单一美学知识范畴能解决的，必须依靠光学，物理化学，视觉生理学，心理学，文化地域学等协同研究。色彩学与现代脑意识电生理指纹波，与物理质变色变的光波指纹交互纠缠，符合最新量子论科技成果，并且对色彩学、色彩生理、色彩心理科学发展起着促进决定性的作用，是色彩心理，色彩语义学的物理基础，防止色彩“玄学”泛滥。

现代科学发展对色彩的认知起着很大的影响。色彩是一种光照频谱波，色彩载体材表面异样肌理反射不同的光波，眼睛视觉传达大脑生理的色感。因此色彩是由光、物、眼构成，是光（视觉光）、物（色彩载体）、眼（色波接受器），三方面复合的学科。光物眼三要素构成人脑色觉体的统一体。

视觉光：是色彩的命：色载体：是色彩的魂：眼视觉眼是色彩感觉接收器。

视色觉内的光谱就是308纳米到780纳米之间，它们之外，也有光谱，如紫外线、红外线，甚至有更多的物质，人眼对这些都没有色觉功能。

光、物、眼三项中缺少其中任何一项，都不能构成视觉。宇宙没有黑洞，之所以感觉是黑色，现在科学家证实，那只是人的视觉感受不到，无色感而已。还有其他目前为止，我们都无法看到的物质，称为暗物质。人对色彩视觉有三种途径：直射、透射和反射。

1.直射：原始社会人们用的火把，发出的亮光就是直射光波。后来发明了电灯，黑白电视，近年又制造出彩电、电脑及LED照明和LED显示屏，显示的清晰度非常，这些都是光波直射技术。LED投影显示技术创造了无限巨大的图像，几届奥运开幕式都创造了不可想象的空间巨大彩色画面，使人们得到色彩视觉的精神享受！

2.透射：在应用投光过程中，可以在透明材质中加入各种物质，阻挡不需要的光谱通过，过滤掉不需要的或对人有害的彩色光谱，控制不同的色光通过透明体加以应用。天津理工大学与邯郸玻璃厂研制生产各种滤色玻璃，有效控制透射的色相。因为植物都是有机体，成长时喜欢红光波，它们受红光波照射生长极快。用滤色玻璃盖起的植物棚，只许红光谱通过，只让红色光谱照射植物，植物生长速度极快，经济效益惊人！滤色玻璃镜片能防止紫外线伤害眼睛，有保护眼睛的功能，这也是应用透色材料中添加物质的原理。

3.反射：是指不同性质的载体，产生不同性质的反射光谱。地球上唯一的自然光源是太阳，太阳光到达地球表面时有一个很广泛的光谱，其宽度在290纳米到1100纳米之间，人类的肉眼只能看到其中的一部分，我们把它称为可见光，按照从长到短的顺序依次为赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫。

除固有色外，影响这个固有色的色彩视觉的另一种因素，与色彩载体表面的材质性质相关。如：同一色的黑，其中黑玻璃、黑粗痂、黑丝绒、黑陶、黑瓷，给人的视觉是完全不一样。表面肌理由于纹路、肌理、凸凹、起伏、粗糙、细腻纹理的程度，产生异样的反射光谱，给人不一样的色彩视觉效果。

现代隐形变色技术，就是通过表面涂料或包装材质，改变反射光波频谱，或改变反射方向，将反射光波改成为散射或折射。如同在青岛海边观望，有时可能看到远方景色的海市蜃楼，而看不到眼前真实物体颜色。利用色彩改变反射的方向，将直射改变为折射或散射，达到隐形的目的。这在现代军事有极高的应用价值，值得深入研究和开发。

三、人的色彩视觉

感觉色彩的不是眼睛，而是大脑。眼睛和感光设备是光谱视觉接受器，色彩是通过视觉导入大脑感受到的。眼睛视网膜上分布着两种视觉感光细胞，生理医学家称为锥体细胞和杆体细胞，每人约有600-700万个呈圆锥状的红、绿、蓝三种色感锥体细胞群，有12000-13000万个呈圆柱状的黑白杆体感应细胞。锥体细胞对色彩敏感，锥体细胞分布在视网膜凹形中央光心附近，需要达到一定的光强，才能发挥作用，捕捉到色彩的信息作用。光线亮度需要在0.01 cd/m2以上的照度，才能捕捉到色彩的信息。太微弱的光照，色感细胞不能工作，扑捉不到彩色光波信息，只能看到黑白的影像。照度太强，眼睛只有感受到一片刺眼的白色，甚至会伤害视神经。杆体细胞的敏感度是锥体细胞的一千倍，杆体细胞在视网膜上仅对黑白敏感只捕捉黑白影形信息。

视觉感应时间，15毫秒人眼才能看到物体，而图像清晰需要150毫秒。眼睛瞳孔具有自动调节大小控制光波进入量，能使眼底色感细胞舒适地接受光波。

人眼睛的视觉有“明适应”和“色适应”特殊功能。

1.明适应一由暗到亮的环境时，1 Min人眼就適应了。

2.暗适应一由亮到暗的环境，眼看不清周围的物体，15 min后，人眼重新适应了新的亮度水平，40 min视觉才能达到完全适应。

3.色适应-颜色恒常性的外界条件发生了一定范围的变化后，人们对物体的颜色感觉仍保持相对不变的特性。大脑通过视神经感受色彩，并受照度强弱和时间长短的限制，这一理论是艺术设计师必须掌握的。照度太弱，看不到色彩：照度太强和闪动太快，通过眼睛接受的极强的光谱，刺激大脑，迫使观众产生眩晕，视觉功能遭受伤害。现代很多电视节目使用大量LED显示屏当背景，不符合色彩生理规律的过度闪动造成严重的色视觉污染。色彩与视觉生理医学紧密相连，我们需要进一步掌握色彩视觉生理科学规律，掌握眼睛视觉理论。美国威斯康辛医学院的杰伊奈兹（Prof.iay Neitz）VisionScientist-Medical college of Wisconsin.USA。是一名视觉学家，他从单细胞怎样感到视觉的研究证实，视觉实质是光合作用。

人类感知色彩的能力非常强，公认的人的视觉能感知分辨的色彩有1000多万种。色彩光波刺激对视感细胞进行光合作用，再通过多巴胺液体与神经传导到大脑，产生色觉。

人有白和黑、红和绿、黄和蓝三对色彩感受即：

1.白-黑 是对立的 白减少黑增加或相反

2.红-绿 是互补的 红减少绿增加或相反

3.黄-蓝 是互补的 黄减少蓝增加或相反

根据视觉专家T.Young研究，视网膜上有三种独立的感色细胞。这与CIE国际光学学会LAB色彩空间理论的三色学说不谋而合，即各自选择性地吸收光谱中红色、绿色、蓝色的色光，同时每个感光物质又可单独地产生黑和白的反应，即在强光作用下产生白的反应，在无色感刺激时产生黑的反应。视网膜上有三种视感细胞，由于它们受不同光波的刺激，分别产生六种不同生理传导信号，通过多巴胺转入大脑产生色觉。所以感受色彩是大脑而不是眼睛，眼睛只是色光接受器。

由此总结出色彩空间混合规律。人们非常熟悉的色彩混合有：加法、减法和第三种空间混合法。空间混合法一直在颜料绘画上得到应用，运用这种客观色彩效果的技法。油画绘画过程中，画笔不用将颜料调得很均匀，一笔上去有蓝色有黄色，观者则会看到绿色，实际是黄色、蓝色通过视神经管道混合产生绿色感觉，这就是视觉空间混合。

“量子纠缠理论”等最前卫的理论成果，证实大脑的“思维意识”产生生理波指纹，和电脑连接，可以对任何机械发出指令，按照人的思维意志进行直接操作，达到人们想要的目的。

色彩的光谱物理特性，都与“量子纠缠理论”这些探索宇宙规律的最新成果密切相关。人类的“意识”与“物质”的“脑机交互”，这些当代科技最前沿理论颠覆了我们原有色彩世界观，当然也有望运用到色彩领域，为色彩学科研、发展指明了新的方向。值得色彩专业工作者密切关注，认真学习，深入研究。只有将色彩科技与色彩美学的融合在一起，研究、教学、普及和应用，才能够真正创造色彩科学的未来。