色彩物理指紋與色彩腦機意識交互糾纏

繆維

中文關鍵詞：色子、色立體、色指紋、色意識、色腦交互

關鍵字：環境設計：色彩運用

摘要：通過論述色彩的物理屬性，色彩的藝術特質，結合當今科技的發展，色彩領域最新科技成果，探討了色彩物理光波指紋與大腦意識生理電指紋交互糾纏的現象，顛覆了原有的色彩學觀念，為深入研究和發展色彩學展現了新的視野。在現代信息技術、互聯網發展日新月異的今天，將色彩理性科學與感性美學融合應用，必將有無限美好的未來。

色彩到底是什么？人們看到的色彩，對色彩的認識，發展到今天，仍然有許多的未知。關于色彩學，歷來是兩股道上跑的車。以牛頓為首的光學物理學家，以歌德、達芬奇為首的藝術家，對于色彩學的理解和認識，各抒己見，莫衷一是。

隨著科技的進步，研究手段的多樣化，當代科技已經顛覆了人類的世界觀！色彩學的研究和發展已經不可能在單一范疇內孤立地進行，必須將色彩物理科技與色彩意識美學融合，即光學物理學意義上的色彩學，與藝術家美學中的色彩學之間，要互相借鑒，相互依存，嫁接融合，共同促進，殊途同歸，促進本學科的建設、應用和發展。

一、色彩數字化是色彩科技現代化的基礎

由于我國對色彩的認知非常狹隘，所以沒有專門設立“色彩學”。長期以來，在我國的色彩教學中，從中小學到高中，甚至進入藝術院校，色彩教學基本上都是由畫家和藝術家承擔，傳授的基本上是他們對色彩的認知能力。教材內容主要闡明色彩的色相、明度，艷度，三屬性構成的基本概念和原理，并按照這些邏輯訓練色彩搭配關系，都是色彩感性總結出的色彩美學理論。

色彩學與物理學、力學、化學、醫學、文學、美學等等學科一樣，其發展都不可能在單一范疇內孤立研究，與其它學科相互依存，互相借鑒，嫁接融合，共同促進，殊途同歸。

隨著近代物理光學、量子力學、腦思維意識科學的發展，特別是數碼技術的產生和發展，彩色圖像顯示產品應運而生。彩色電視機的迅速普及，LED顯示屏幕的廣泛應用，人們可以在薄如紙的柔軟透明材質屏幕上，迅速顯示、觸摸、操作和修改精致的圖像，消除了人類繁重操作技術的勞累。彩色數碼攝影的發明，省略了高昂膠片成本的費用，讓人們幾乎不需成本享受攝影的快樂！色彩圖像顯示技術，經過人們不斷的探索、發展，促使圖文再顯技術突飛猛進發展，將色彩藝術和造型功能的精神享受、物質享受的圖稿設計，成為容易達到的目標，使設計者能在電子顯示屏上隨心所欲創作，創造出達到自己意圖的作品。

現代科學對物質的研究發現，在進入分子、原子、量子等微觀級別后，意外非常巨大，出現了超導體、納米級、石墨烯等革命性的材料，出現了從分子水平治愈癌癥的奇跡。而最神奇的是“量子糾纏”。這讓人類原有認知的色彩理論，產生了坍塌。色彩光波指紋與人腦意識產生的電生理波指紋交互糾纏。色彩與視覺相隔很遠的二個量子之間，并沒有任何常規聯系，一個色光波出現狀態變化，另一個視覺體大腦幾乎在相同的時間出現相應的生理狀態變化。現代量子論邏輯證明這也符合量子糾纏規律。

在現代量子科學時代，色彩中“色點”的概念非常重要。色點應該稱它為“色子”。這一概念來源于法國化學家謝弗勒（Michel-Eugene Cheveul）1839年出版的圖解書《色彩同時對比法則》。美國學者魯德（OgdenRood）1879年出版的《現代色彩學》，也提出了“色點”的概念。這為色彩數字化，色彩數碼技術奠定了理論基礎。“每種物質發生質的變化時，必然釋放能量，并發出該物質色光譜的‘DNA指紋”，這為其他科學研究發展，促進人類探索宇宙最新奧秘開辟了新途徑。同時，這些特有的“DNA”電光波指紋，可以非直接接觸，使遠距離物質精確測定，使地球上的人類，能夠遠距離鑒別、認定物質，甚至包括巨熱的太陽，及其它星球上物質性質方法的原理。色彩的奧秘實在是很深很深。

隨著現代色彩科學的推進，逐漸認知色彩是不同頻譜的光波，是視覺神經的刺激物。色名可以用頻譜曲線和數字量化或條形碼來精確表述。

2016年9月15日我國成功發射了天宮二號空間實驗室。天宮2號實施量子通訊，進行神秘的量子密鑰分發試驗，證明這種比光更小的顆粒，是不能再分割的光量子。光量子的形成，這種特性證明了色彩是非常非常小的“點”的事實。

數碼成像像機和LED顯示屏，生產的彩色電視都是由非常非常小的點（像素）構成的畫面，都是應用空間視覺混合原理。像素越高、越密，畫面圖像越清晰。這是色彩物理學與腦視覺生理學融合發展的結果，是色彩認知和空間混合原理的升華。

色彩數字化的精確應用，使色彩學與現代互聯網的相互融合成為可能，這也是現代設計的關鍵內涵。色彩遠程交流認定，實現了虛擬網絡交易，是產品質量色彩精確質量檢測，產品認定保證的基礎。

物理學家研究指出，色彩實質是各種不同形態的光譜，每種色彩光頻譜產生異樣特定的光譜指紋，如同超市每種商品的條形碼，每種物體質變時必定會發生溫度變化，甚至燃燒，都會產生該物質DNA特有的光波頻譜指紋，可以遠程監測認定。

國際光學學會1931年發布XYZ值平面馬蹄形圖色域，這是光學物理學家根據光譜曲線的色彩數字化原理而研究的，成為精確測量認定色彩的一種方式，這是一種只有數值沒有對比實用性抽象色彩方式。但是，人們在應用色彩時，需要非常具象而直觀標準的色樣。因此藝術家和顏料化學家又發明創造了另一種色彩數字化方式。他們根據幾何學原理，把色彩設想成為客觀上根本不存在的各種形狀的色立體。在三維的色立體中，像地理坐標位置原理一樣，將色彩的三屬性：色相、明度、艷度的數據，三維定位，找出每個顏色點精確位置的數據。根據色位數據制定標準色卡，這是即有數據檢測鑒定依據，又有可直觀對比測量的色標。這是科學的即能精確測量又有具象精確復制的雙向執行的方式。后來參考色彩專家設想的色立體色彩體系。CIE在1978年改進原馬蹄形色域圖為LAB混色系統的色彩空間立體模型圖，成為LAB值的數字化的色立體體系新的表色方法。CIELAB色體系解決了既有數據有具體色彩相貌的問題。CIE LAB色空間是基于一種顏色，不能同時既是綠又是紅，也不能同時既是藍又是黃，這個邏輯而建立的，是一個立體的、由亮度L、以及A、B兩個色彩范圍構成。所以數值可以描述紅/綠及黃/藍色特征。當一種顏色用CIE LAB值時，其中L表示明度值，A表示紅/綠值，B表示黃/藍值。

色彩數字化，是色彩腦機交互的關鍵點。世界色彩體系的研究發展，各具特色。如果用物理模型來解釋的話，根本就沒有“色彩”這樣一個實體。色彩光譜指紋，是色彩遠程鑒定原理的依據，色彩視覺刺激度形成色彩語義等等，都是光學、數學、化學、物理學與藝術美學及心理學結合創造發展的結果，這些學科的融合，不斷推進色彩學的發展。

二、色彩特性對人腦生理和影視腦機的交互糾纏

顏色給予人的視覺是不穩定，非常復雜，變換莫測的。照射光色相屬性的性質，光照度的強弱，光照的角度，受體表面肌理的異樣，都會使色彩發生變化。色彩有“同色異譜”變化的規律：色彩受周邊色彩異樣對比而發生視覺改變：色彩受眼睛與被看物體距離遠近而變化。掌握色彩邏輯不是單一美學知識范疇能解決的，必須依靠光學，物理化學，視覺生理學，心理學，文化地域學等協同研究。色彩學與現代腦意識電生理指紋波，與物理質變色變的光波指紋交互糾纏，符合最新量子論科技成果，并且對色彩學、色彩生理、色彩心理科學發展起著促進決定性的作用，是色彩心理，色彩語義學的物理基礎，防止色彩“玄學”泛濫。

現代科學發展對色彩的認知起著很大的影響。色彩是一種光照頻譜波，色彩載體材表面異樣肌理反射不同的光波，眼睛視覺傳達大腦生理的色感。因此色彩是由光、物、眼構成，是光（視覺光）、物（色彩載體）、眼（色波接受器），三方面復合的學科。光物眼三要素構成人腦色覺體的統一體。

視覺光：是色彩的命：色載體：是色彩的魂：眼視覺眼是色彩感覺接收器。

視色覺內的光譜就是308納米到780納米之間，它們之外，也有光譜，如紫外線、紅外線，甚至有更多的物質，人眼對這些都沒有色覺功能。

光、物、眼三項中缺少其中任何一項，都不能構成視覺。宇宙沒有黑洞，之所以感覺是黑色，現在科學家證實，那只是人的視覺感受不到，無色感而已。還有其他目前為止，我們都無法看到的物質，稱為暗物質。人對色彩視覺有三種途徑：直射、透射和反射。

1.直射：原始社會人們用的火把，發出的亮光就是直射光波。后來發明了電燈，黑白電視，近年又制造出彩電、電腦及LED照明和LED顯示屏，顯示的清晰度非常，這些都是光波直射技術。LED投影顯示技術創造了無限巨大的圖像，幾屆奧運開幕式都創造了不可想象的空間巨大彩色畫面，使人們得到色彩視覺的精神享受！

2.透射：在應用投光過程中，可以在透明材質中加入各種物質，阻擋不需要的光譜通過，過濾掉不需要的或對人有害的彩色光譜，控制不同的色光通過透明體加以應用。天津理工大學與邯鄲玻璃廠研制生產各種濾色玻璃，有效控制透射的色相。因為植物都是有機體，成長時喜歡紅光波，它們受紅光波照射生長極快。用濾色玻璃蓋起的植物棚，只許紅光譜通過，只讓紅色光譜照射植物，植物生長速度極快，經濟效益驚人！濾色玻璃鏡片能防止紫外線傷害眼睛，有保護眼睛的功能，這也是應用透色材料中添加物質的原理。

3.反射：是指不同性質的載體，產生不同性質的反射光譜。地球上唯一的自然光源是太陽，太陽光到達地球表面時有一個很廣泛的光譜，其寬度在290納米到1100納米之間，人類的肉眼只能看到其中的一部分，我們把它稱為可見光，按照從長到短的順序依次為赤、橙、黃、綠、青、藍、紫。

除固有色外，影響這個固有色的色彩視覺的另一種因素，與色彩載體表面的材質性質相關。如：同一色的黑，其中黑玻璃、黑粗痂、黑絲絨、黑陶、黑瓷，給人的視覺是完全不一樣。表面肌理由于紋路、肌理、凸凹、起伏、粗糙、細膩紋理的程度，產生異樣的反射光譜，給人不一樣的色彩視覺效果。

現代隱形變色技術，就是通過表面涂料或包裝材質，改變反射光波頻譜，或改變反射方向，將反射光波改成為散射或折射。如同在青島海邊觀望，有時可能看到遠方景色的海市蜃樓，而看不到眼前真實物體顏色。利用色彩改變反射的方向，將直射改變為折射或散射，達到隱形的目的。這在現代軍事有極高的應用價值，值得深入研究和開發。

三、人的色彩視覺

感覺色彩的不是眼睛，而是大腦。眼睛和感光設備是光譜視覺接受器，色彩是通過視覺導入大腦感受到的。眼睛視網膜上分布著兩種視覺感光細胞，生理醫學家稱為錐體細胞和桿體細胞，每人約有600-700萬個呈圓錐狀的紅、綠、藍三種色感錐體細胞群，有12000-13000萬個呈圓柱狀的黑白桿體感應細胞。錐體細胞對色彩敏感，錐體細胞分布在視網膜凹形中央光心附近，需要達到一定的光強，才能發揮作用，捕捉到色彩的信息作用。光線亮度需要在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，色感細胞不能工作，撲捉不到彩色光波信息，只能看到黑白的影像。照度太強，眼睛只有感受到一片刺眼的白色，甚至會傷害視神經。桿體細胞的敏感度是錐體細胞的一千倍，桿體細胞在視網膜上僅對黑白敏感只捕捉黑白影形信息。

視覺感應時間，15毫秒人眼才能看到物體，而圖像清晰需要150毫秒。眼睛瞳孔具有自動調節大小控制光波進入量，能使眼底色感細胞舒適地接受光波。

人眼睛的視覺有“明適應”和“色適應”特殊功能。

1.明適應一由暗到亮的環境時，1 Min人眼就適應了。

2.暗適應一由亮到暗的環境，眼看不清周圍的物體，15 min后，人眼重新適應了新的亮度水平，40 min視覺才能達到完全適應。

3.色適應-顏色恒常性的外界條件發生了一定范圍的變化后，人們對物體的顏色感覺仍保持相對不變的特性。大腦通過視神經感受色彩，并受照度強弱和時間長短的限制，這一理論是藝術設計師必須掌握的。照度太弱，看不到色彩：照度太強和閃動太快，通過眼睛接受的極強的光譜，刺激大腦，迫使觀眾產生眩暈，視覺功能遭受傷害。現代很多電視節目使用大量LED顯示屏當背景，不符合色彩生理規律的過度閃動造成嚴重的色視覺污染。色彩與視覺生理醫學緊密相連，我們需要進一步掌握色彩視覺生理科學規律，掌握眼睛視覺理論。美國威斯康辛醫學院的杰伊奈茲（Prof.iay Neitz）VisionScientist-Medical college of Wisconsin.USA。是一名視覺學家，他從單細胞怎樣感到視覺的研究證實，視覺實質是光合作用。

人類感知色彩的能力非常強，公認的人的視覺能感知分辨的色彩有1000多萬種。色彩光波刺激對視感細胞進行光合作用，再通過多巴胺液體與神經傳導到大腦，產生色覺。

人有白和黑、紅和綠、黃和藍三對色彩感受即：

1.白-黑 是對立的 白減少黑增加或相反

2.紅-綠 是互補的 紅減少綠增加或相反

3.黃-藍 是互補的 黃減少藍增加或相反

根據視覺專家T.Young研究，視網膜上有三種獨立的感色細胞。這與CIE國際光學學會LAB色彩空間理論的三色學說不謀而合，即各自選擇性地吸收光譜中紅色、綠色、藍色的色光，同時每個感光物質又可單獨地產生黑和白的反應，即在強光作用下產生白的反應，在無色感刺激時產生黑的反應。視網膜上有三種視感細胞，由于它們受不同光波的刺激，分別產生六種不同生理傳導信號，通過多巴胺轉入大腦產生色覺。所以感受色彩是大腦而不是眼睛，眼睛只是色光接受器。

由此總結出色彩空間混合規律。人們非常熟悉的色彩混合有：加法、減法和第三種空間混合法。空間混合法一直在顏料繪畫上得到應用，運用這種客觀色彩效果的技法。油畫繪畫過程中，畫筆不用將顏料調得很均勻，一筆上去有藍色有黃色，觀者則會看到綠色，實際是黃色、藍色通過視神經管道混合產生綠色感覺，這就是視覺空間混合。

“量子糾纏理論”等最前衛的理論成果，證實大腦的“思維意識”產生生理波指紋，和電腦連接，可以對任何機械發出指令，按照人的思維意志進行直接操作，達到人們想要的目的。

色彩的光譜物理特性，都與“量子糾纏理論”這些探索宇宙規律的最新成果密切相關。人類的“意識”與“物質”的“腦機交互”，這些當代科技最前沿理論顛覆了我們原有色彩世界觀，當然也有望運用到色彩領域，為色彩學科研、發展指明了新的方向。值得色彩專業工作者密切關注，認真學習，深入研究。只有將色彩科技與色彩美學的融合在一起，研究、教學、普及和應用，才能夠真正創造色彩科學的未來。