世界上有多少种颜色(自然界中有多少种颜色)

世界上有多少种颜色(自然界有多少种颜色)？蓝天白云青山绿水，每一个物体都有它对应的颜色。那么自然界有没有什么颜色是人类没有发现的呢？带着这个问题，对细菌的科学探索带着大家走进了光与色的缤纷世界。

阳光的颜色

有人认为阳光是橙色的，但这其实是人类在大气中看到的太阳的颜色。太阳的颜色取决于大气中的物质对太阳光的散射。在不同的时间，人类在地球表面看到的太阳的颜色是不同的。

地球上所有的生命都离不开阳光。阳光总会在暴风雨后出现，彩虹会在暴风雨后出现。雨后，小水滴悬浮在空气中。当阳光被高空中的这些小水滴折射后，地面上的人就能看到特定方向的彩虹。彩虹由七种颜色组成：红、橙、黄、绿、靛、紫。彩虹之所以存在，是因为太阳光被分散了。

牛顿棱镜再现了太阳光的色散现象，说明太阳光不是单色光，而是复合光。其实我们能看到的光大部分是复合光，而激光是单色光。太阳光经过棱镜后，紫光的偏转角最大，红光的偏转角最小，所以呈现出五彩缤纷的光谱。彩虹这种自然现象背后，小水滴相当于三棱柱。

牛顿还发现，红、绿、蓝三种颜色是不能分解的，但当这三种颜色以不同的比例混合在一起时，可以得到多种其他颜色，所以人们把这三种颜色称为光的三原色。当这三种颜色以相等的比例混合时，它们将呈现白色。

可以看出，太阳光是一种复合光，本质上是白色，由七种基本颜色组成。

光和物体的颜色

在麦克斯韦等人的努力下，人们终于发现光本质上是一种电磁波，它只是电磁波谱中很短的一部分。电磁波本质上没有颜色，只有波长和频率，光也是。

电磁波谱很宽，但人眼只能感知波长在380~760 nm的电磁波。这个波段的电磁波称为可见光，人眼可以感知。因为不同的人对光的感知不同，所以可见光的频率范围不是很准确。根据七种基本颜色，可见光分为七个波段：红、橙、黄、绿、靛、紫。其实可见光范围之外还有紫外光和红外光。除非另有说明，光通常指可见光。

每个物体都有其特定的成分和材料结构，物体的颜色反映了其吸收和反射电磁波的特性。每个物体都有特定的颜色，因为物体可以吸收和反射的电磁波的波长或频率是不同的。不透明物体的颜色由它反射的光决定，透明物体的颜色由它能透射的光决定。当所有的光都被吸收时，物体看起来是纯黑色的；当所有的光被反射时，物体看起来是纯白色的。

除了暗物质、黑洞、理想黑体，自然界中所有的物体都会发光，或者辐射电磁波。发现任何温度高于绝对零度(-273.15摄氏度)的物体都会辐射红外光。红外光虽然人眼看不到，但我们可以用专业仪器感知它的存在。

另外，自然界中所有我们能看到的物体都可以反射可见光，除了镜面反射，大部分都属于漫反射。因为漫反射，我们可以从不同的角度看到物体的存在。即使是无色透明的物体，仍然会反射光线，否则我们是看不到的。这个世界上没有完全无色透明的物体。

人眼是如何感知颜色的？

有很多种颜色。人类是如何分辨这些颜色的？要理解这个问题，我们需要了解人眼是如何工作的。

要看到这个五彩缤纷的世界，除了一双正常的眼睛，你还必须

须要有光。人之所以能看见物体，是因为人眼接收到了该物体发射或反射过来的可见光，并且这些光恰好落在了人眼的视网膜上。

眼睛是人类感知外部世界的视觉器官，人眼中有视锥细胞和视杆细胞，这些感光细胞能够将光学信号转化成生物电流，并传输给脑部负责处理视觉信号的区域，经过脑神经的加工之后，我们便看见了世界的样子。

其中视锥细胞负责感知色彩和强光，大约有700万个；视杆细胞大约有1.2亿个，负责感知弱光。生物学家发现，正常人的视锥细胞一般有三种，每一种视锥细胞都只对特定波长的光最敏感。而人眼中的三种视锥细胞分别对三个特定波长范围内的光最敏感，人脑对这三种光分别赋予红色、绿色和蓝色的概念，于是光便拥有了颜色。人类所感知到的其他颜色，都是基于这三种基本颜色在大脑的加工下产生的。

（上图为视觉冲动的传导路径）

这么看来，光之所以存在三基色原理，也与人类色觉的形成原理有关。因为人只有三种感知色彩的细胞，分别对应着红绿蓝这三种不同波长的光，而其余的色彩都是在此基础上叠加复合而成的。如果人类拥有四种视锥细胞，那么将会出现“四基色”的概念。

人的视力并不是动物界中最好的，自然界中有些动物的视力就比人类强很多，它们能感知到可见光范围以外的光。某些拥有夜视能力的动物，就能够看见红外光，在那些动物眼中夜晚就如同白天一样。皮皮虾就拥有16种视锥细胞，这意味着它们能看到人眼所看不到的颜色。

（上图为红外热成像仪下的鸵鸟照片，颜色是人为添加的）

因为基因缺陷，某些人天生会缺失某一种视锥细胞，成为色盲。对于色盲来说，他们眼中的世界与正常人眼中世界的颜色是不同的。对于拥有16种视锥细胞的动物来说，我们实在无法想象它们眼中的世界。比如人类看着是红色的苹果，在那些动物的眼里，应该还存在别的颜色。
究竟有多少种颜色？
颜色是人类对感知到的电磁波所产生的反应。说到颜色的种类，先了解一下色彩的三要素。一种颜色包含色相、饱和度（纯度）和明度三个要素。

色相，从物理学上来说，是由射入人眼的光线的光谱决定的，本质上的差异是光的波长不同；饱和度就是色彩的鲜艳程度；明度就是颜色的明暗程度，与人眼对色彩的主观感受有关，一般光线越强，我们看到的也就越明亮。太阳光谱中有7种基本色光，而人类大概能够分辨出180种不同色相的颜色。

如果人类没有色彩感知能力，那么在我们眼中将只有黑与白的明暗变化。黑白灰虽然也称之为颜色，不过本质上是明暗变化。

（黑白照片与彩色照片的对比）

三种基本色光按不同比例可以混合出许多种颜色，我们将三基色分别划分为256个等级，那么这三种色光混合之后就会形成1677万种颜色，这被称之为NTSC色域。科学研究表明，人眼理论上最多能够感知1000多万种颜色，我们所说的sRGB色域就恰好在人类的色彩感知能力范围内。

视锥细胞的种类越多，那么人类看到的颜色种类也将更加丰富。既然不同的波长对应着不同的颜色，理论上对光谱进行无限细分，就能产生无数种颜色。不过，从量子力学角度来看，连续两个波长之间存在最小变化间隔——普朗克长度（1.6×10^-35米），并不能无限精确。这样看来，颜色的种类也存在上限，并且生物的视锥细胞也不可能有无限多种。
总结
综上所述，颜色本质上是不同波长的光对视锥细胞的刺激，经由大脑处理后，便形成了色觉。如果我们拥有种类更加丰富的视锥细胞，就能在脑中产生更多种类的颜色概念。人眼的色彩感知能力决定着我们所能看到的颜色种类。

在人类现有的视觉感知能力上，我们已经不可能发现新颜色了，除非人类的视觉能力发生增强。其实，除了可见光会映入人们的眼帘，紫外光和红外光也会，只是人类没有相关识别能力。也就是说，从人类的角度来看，自然界中并不存在人类尚未发现的颜色。

蓝天白云、青山绿水，每个物体都有其对应的颜色，那么自然界中是否还有人类尚未发现的颜色呢？怀揣着这个疑问，科学探索菌带大家走进光与颜色的多彩世界。阳光的颜色有人认为阳光是橙黄色的，...