為甚麼顏色能夠混合出不同顏色?

顏色並不是光本身的特性，顏色是人的眼睛及大腦的特性，我們能看見顏色是因為光進入我們的眼睛，刺激了視網膜的顏色感光細胞(cone cells)，再透過視神經將訊號傳到大腦，經大腦分析後，我們便看見顏色。所以，要了解顏色的原理，我們要先了解 cone cells 的運作。

讓我們以黃光為例子，天然黃光的波長大約是580 nm，用三原光「紅藍綠」中的紅綠相加，也可以製造出黃色，但是天然黃光絕對不等於用三原光製造的人造黃光，它們有著不同的物理特性，例如，天然黃光穿過三棱鏡後還是黃光，人造黃光則會被分拆為紅光及綠光，人造黃光也不是有甚麼「干涉現象」令它看起來是黃色，但是我們卻「看」不出它們的分別。

原來，人視網膜上有三種不同的 cone cells，分別為L, M, S，它們對不同的光有不同的靈敏度，L (long wavelength)對波長564 nm的光最敏感，M (medium) 是 534 nm，而 S (short) 則是 420 nm。當光進入眼睛後，它會對L M 及 S cone cells 有不同刺激而得出三個訊號，訊號傳到大腦分析後，便得出我們看見的顏色。無論多麼複雜的光，對於我們的大腦都只是三個訊號的組合。

為了幫助了解，讓我們用一些純粹假設的數字來說明：

某黃光(580 nm) 對 L cone cells 刺激最強，對 M cone cells 也有不少的刺激，L M S cone cells　分別的訊號可以為 100, 80, 5。

某紅光(680 nm) 對 L cone cells 刺激也很強，對 M cone cells 則比較弱，所以 L M S cone cells　分別的訊號可以為 50, 10, 2。

某綠光(680 nm) 對 L cone cells 刺激比較弱，但對 M cone cells 則較強，所以 L M S cone cells　分別的訊號可以為 50, 70, 3。

以上的紅光加綠光的訊號便剛剛是 100, 80, 5。這和以上的黃光是一様，所以，對於大腦來說，這紅光加綠光等於黃光。

（註，以上的數字純粹是用於說明概念，實際上，cone cells 對光的反應及大腦如何詮釋訊號是比這複雜。）

那麼，為甚麼紅色加藍色能出現紫色？這就是人體奇妙之處，原來 L cone cells 除了對564 nm的光最敏感外，它對比藍光波長更短的光（即紫光）會越來越敏感，所以紫光對 S cone cells 刺激最強，對 L cone cells 會有較次要的刺激，但對 M cone cells 最弱，而紅光加藍光的組合也會能做成對 S cone cells 最強，L cone cells 較次要，M cone cells 最弱的刺激，所以對大腦來說，紅光加藍光會是紫光。

以下圖片說明了 L M 及 S cone cells 對不同光的敏感度。
http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Cone-response.png

所以顏色是由三原光組成完全是因為人眼睛只有三種 cone cells，如果人眼睛只有四種 cone cells 的話，顏色便會由四原光組成。另外，色盲的成因主要是因為人不懂製造某些（或全部） cone cells，或某些（或全部） cone cells 有天生的缺憾。

2007-04-25 13:24:57 補充：
現改寫以上第二段，盼能更清楚表達我的意思：讓我們以黃光為例子，天然黃光的波長大約是580 nm，用三原光「紅藍綠」中的紅綠相加，也可以製造出黃色，但是天然黃光絕對不等於用三原光製造的人造黃光，它們有著不同的物理特性（例如，天然黃光穿過三棱鏡後還是黃光，人造黃光則會被分拆為紅光及綠光）。再者，人造黃光並不是因為紅光及綠光的「干涉現象」令它變成波長約 580 nm 的天然黃光。但是，我們卻「看」不出天然黃光與人造黃光的分別。

2007-04-26 11:16:04 補充：
更正某綠光(520 nm) 對 L cone cells 刺激比較弱，但對 M cone cells 則較強，所以 L M S cone cells　分別的訊號可以為 50, 70, 3。