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色彩生理理论：三色论与四色论

扬?赫姆霍尔兹的三色理论

1807年，英国医学物理学家扬（T．Young）和德国生理物理学家赫姆霍尔兹（H．LFvonHelmholtz）

根据红、绿、蓝三原色光混合可以产生各种色的色光混合规律，假设在视网膜上有三种神经纤维，每种神

经纤维的兴奋都会引起一种原色的感觉。

如当一种神经纤维处于兴奋状态，而另外两种相对处于抑制状态，那么就产生一种原色觉，如果两种

或三种神经纤维都处于兴奋状态，那么就产生综合色觉。如：当“红”神经纤维受到红光刺激而兴奋时，

“绿”“蓝”两种神经纤维相对处于抑制状态，则产生红色觉；当“绿”或“蓝”神经纤维受到绿光或蓝光

的刺激而兴奋时，则产生绿或蓝色觉。又如：当“红”“绿”两种神经纤维同时受到红光和绿光的刺激

而兴奋，而“蓝”神经纤维相对处于抑制状态时，则产生黄色觉；当“红”“蓝”两种神经纤维同时受到红

光和蓝光的刺激而兴奋，而“绿”神经纤维相对处于抑制状态时，则产生晶红色觉；当“蓝”，“绿”两种

神经纤维同时受到蓝光和绿光的刺激而兴奋，而“红”神经纤维相对处于抑制状态时，则产生青色觉；当

“红”、“绿”、“蓝”三种神经纤维同时受到红、绿、蓝三种色光的刺激而兴奋时，则产生白色觉。如果三

种神经纤维受三原色光等量刺激程度逐渐减小，又会产生不同明度的灰。如果三原色光的刺激量等于零，

也就是不存在任何色光刺激，那么就产生黑色觉。以上是由三原色光等量的刺激引起的色感，如果改变三

原色光的光量和混合比例，必然引起三种神经纤维兴奋与抑制程度的差别，从而产生千变万化的色彩感觉。

扬?赫姆霍尔兹认为三种神经纤维受到光的刺激后而产生的兴奋与抑制是相对而言的，实际上，当每一种神

经纤维受到对应的原色光刺激而处于强烈兴奋状态时，另外两种神经纤维受到此光刺激后也同时兴奋，不

过兴奋的程度比较低，所以每种颜色实际上都含有一定的白光成分，即有明度的感觉。扬?赫姆霍尔兹解释

色彩视觉的理论称为三色学说，它为现代色度学奠定了理论基础，至今三色学说仍具有解释各种颜色混合

现象的理论价值。

赫林的对立颜色学说

德国物理学家赫林（E．Herins）的对立颜色学说也叫做四色学说。1878年赫林观察到颜色现象总是以

红—蓝、黄—蓝、黑—白成对关系发生的，因而假设视网膜中有三对视素：白—黑视素、红—绿视素、黄

—蓝视素，这三对视素的代谢作用包括建设（同化）和破坏（异化）两种对立的过程，光刺激破坏白—黑

视素，引起神经冲动产生白色感觉。无光刺激时白—黑视素便重新建设起来，所引起的神经冲动产生黑色

感觉。对红—绿视素，红光起破坏作用，绿光起建设作用。对黄—蓝视素，黄光起破坏作用，蓝光起建设

作用。因为各种颜色都有一定的明度，即含有色成分，所以每一颜色不仅影响其本身素的活动，而且也影

响白一黑视素的活动。

根据赫林学说，三种视素对立过程的组合产生各种颜色感受和各种颜色混合现象：

感光化学视素视网膜过程感觉

白—黑破坏建设白黑

红—绿破坏建设红绿

黄—蓝破坏建设黄绿

扬?赫姆霍尔兹的三色学说和赫林的四色学说自19世纪以来一直处于对立的地位。事实上，这两种学

说都只是对问题的一个方面获得了正确的认识，只有通过二者的相互补充才能对颜色视觉获得较为全面的

认识。

三色论与四色论的统一

颜色视觉过程假设可以分成三个阶段：第一阶段，视网膜有三种独立的锥体感觉物质，它们有选择地

吸收光谱不同波长的辐射，同时每一物质又可单独产生白和黑的反应，在强光作用下产生白的反应，无光

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刺激时是黑的反应；第二阶段，在神经兴奋由锥体感受