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物质颜色的成因

我们时时刻刻都接触物质,而物质绝大部分又都附以一定的颜色,究竟物质为什么会有颜色。随着人们对物质认识的不同阶段有不同的看法,有的认为有三种不同的圆锥细胞和三种不同的神经纤维去感受。对它发生反应和传导,物质颜色的产生就看物质能兴奋哪种细胞罢了。这一看法至今毫无确切的实验证据去否定。但是根据辩证唯物主义的基本法则和本人日常生活体验,认为这学说是形而上学的,理由是不够充分的。

一、复合光的色散

一束平行光通过三棱镜后,可形成一条鲜明的光带,其顺序是红、橙、黄、绿、青、蓝、棕、紫。实验让各种光波的频率按上述次序而减少,波长按上述次序而增加,对物质的穿透力按上述顺序而减少。这就说明两个问题,一是各种单色光在真空中速度相同,在空气中应几近相同,在其他同一介质中其速度就大不相同。因而同一介质对不同光波折射主径不同。二是各种不同波长和频率的光颜色是不相同的。因此应该是光波决定光色,颜色的出现就是上述光波的独自表现或多种不同光波的综合表现。

二、物质内部矛盾的特殊性决定物质颜色

世界上的物质除了水、酒精等无色物质之外,大部分物质都是有颜色的。各物质不但有颜色的不同,而且有颜色深浅、光暗的不同。有色的物质一投到无色物质之中,那么原来的无色也就变为有色了。色弱和色强的物质混合在一起,就表现出该色强颜色的特征。另外我们知道,三氧化二铅是黄色,而四氧化三铅就成为红色物质,这里只不过有分子量的增加,而分子量增大应该减弱对光的吸收力,物质颜色的表现按光带的顺序向前移,这也合乎我的想法。褐色的泥土不需掺入任何其他成份也可以在高温下烧成红砖。这一切,充分表明物质颜色的产生决定于物质内部的矛盾性(对光波的吸收和反射的特殊性)。我们对颜色的感知,是对复合光通过物质所剩光波的感知。另外不但有红色的表现,而且还有带氧的功能,叶绿素不但使植物表现为绿色而且还有光合作用。Pb 2 O 3 和Pb 3 O 4 在化学性质上也有很大差别等例子,又使我们相信颜色是部分物质的一种属性,并不存在着什么纯洁的色素。

三、介质与光波的关系

介质与光波的关系,也就是物质颜色的产生原因。前面我们讲了各种单色光对物质的穿透力是不同,以红色光波对物质穿透力最强,以后按光带顺序逐渐减弱。不同的物质对光波的吸收力也不同,就是由于这个原因促使我前面所述物质颜色的成因,其依据是:

1.无光不见物,也就是说物质的颜色只有在光的作用下才能反映出来。因此色应该是光波的运动与物质吸收的结合的产物。在一个黑暗的房间,用一盏绿灯去照一个黄色的物质,黄色的物质必定会染成绿色。这也说明这个道理。

2.有透明的无色物质存在。不透明的黑色,说明黑色是物质对所有光波都吸收的结果。

色盲病人的存在不能说明眼睛的三种感色细胞的孤立存在,因为(1)色盲可以有一种颜色的色盲病人,如果按这学说讲,三种基本元素缺少了一种,而它所组成的染色就应该是少了很多种。(2)据研究,色盲的缺陷绝不是绝对的,很多是由于对颜色的辨别力差,而且大多数不是先天某种视觉细胞的缺乏,而是由后天所造成的,并可由营养来改善,如增加蛋白质和vit A而变为正常。如果是某种细胞的丧失,就不能仅增加一点一般的营养物质而是要在身体内产生出一种细胞来。

3.临床证实,在人体有其他病变如发烧等情况下,人对色的辨别力减弱。特别大脑是人的高级分析器,患有脑部疾病的人,对颜色的辨别力同样是减弱的,因此对物质颜色的感觉,是大脑对经过物质后所剩光波的频率和波长的分析与综合的结果。以前的学说强调眼睛内三种感色细胞,抹杀大脑对光色分析的作用应该是错误。

我觉得物质成因是各种光没有穿透力大小的差异,各物质也有对不同光波吸收力不同的差异。物质把复合光的所有光波都吸收就表现为黑色,全部不吸收,光波穿透过去则表现为无色(也就是透明)。全部不吸收把光波都反射回去则表现为白色。物质的颜色就是按光带的顺序,物质到不吸收的光波后一种单色波就是该物质的颜色,如该物质能吸收橙色波则物质本身表现为黄色,刚好能吸收红外线则物质表现为红色。综合色的物质恰恰是既合的复杂物质,是该物体内部存在多种对光波的吸收力各自存在一定差异的结果。眼睛对颜色的感受就是对经过物质所剩光波的感受和传导,我们对颜色的感知就是大脑对光波的分析与综合的结果。这就好像耳对声波的分析一样,而眼睛内部是否存在单独感受某种颜色的视觉细胞,现在还不完全清楚。

四、眼对颜色的识别原理

在十九世纪中叶思尔姆霍落氏认为基本颜色有三种,即红、绿、蓝或紫,并认为一定有三种不同的圆锥细胞和三种不同的N.f.对它发生反应和传导,这种学说至今无确切的实验证据去否认,但这种学说是形而上学的,可以说逻辑性是很不强的。而根据对事物一般到特殊和从特殊到特殊的推测原理,这学说也是说不过去的,如温度感受并不存在冷感受或热感受,耳朵并无恶意感受细胞与善意感受细胞(因损伤从未见过上述单一的感觉丧失)。他这种原说的理由是色盲症的存在,但据较近的研究,色盲的缺陷并不是绝对的,很多是对于颜色的辨别力差。而且很多是后天造成的,并可由营养的改良,如增加蛋白质和维生素而变为正常。这样看来,颜色的分辨主要是大脑皮质视觉细胞对颜色的感受与分析,而不是某颜色对特异的锥圆细胞的兴奋作用的分辨。

眼睛对颜色的分辨,也就是对不同光波的频率和波长的分辨(频光的频率和波长就决定光的颜色),这也好像耳对声波的分辨一样,而眼睛内部是不存在某种单独感受某一颜色的视觉细胞的。

(1974年1月) gfBC4zQK0IJe4K1bQ8/gt5a8BOh9Vo3lso46ZbQExvTy6+hPgze/yezgBlueh/ZW

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