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彩虹上怎么會(huì)沒(méi)有紫色，毛主席說(shuō)過(guò)：“赤橙黃綠青藍(lán)紫，誰(shuí)持彩練當(dāng)空舞?！保ā镀兴_蠻·大柏地》）。

是的，有那個(gè)紫色（violet），但我說(shuō)的是沒(méi)有這個(gè)紫色（purple）。

【在公眾號(hào)“領(lǐng)略色彩之雅”中回復(fù)“紫色”可以看到紫色的含義】

英語(yǔ)中的violet和purple，雖然漢語(yǔ)都翻譯為紫色，但的確是兩種不同的顏色，而且很可能只有少數(shù)人類(lèi)或少數(shù)其他生物才能辨別出他們的差別。

維基百科上提到，violet和purple都在色環(huán)的紅色和藍(lán)色之間：

purple偏紅一點(diǎn)的，介于深紅和violet之間；

violet是偏藍(lán)一點(diǎn)的，飽和度要比purple要低。

按照維基百科的解釋?zhuān)瑅iolet和purple在色輪上的位置如下：

purple和violet在色輪中的位置

維基百科里還說(shuō)到，雖然這兩個(gè)顏色相近，從光學(xué)的角度來(lái)看他們有非常大的不同。violet是光譜中的顏色，代表波長(zhǎng)380nm~420nm。而purple僅僅是兩個(gè)波長(zhǎng)的光的混合色，是沒(méi)有一個(gè)代表purple顏色的可見(jiàn)光波長(zhǎng)。

也就是說(shuō)，在下圖表示的可見(jiàn)光波長(zhǎng)中，波長(zhǎng)最短的那一端（下圖右端），顏色是violet，波長(zhǎng)380nm~420nm，而不是purple，purple不在這個(gè)可見(jiàn)光光譜里。

可見(jiàn)光譜

既然purple不屬于可見(jiàn)光的顏色，為什么會(huì)出現(xiàn)在維基百科說(shuō)的色環(huán)中呢？

首先要知道色環(huán)和彩虹中的顏色是按一定順序排列的。

色環(huán)中的每個(gè)顏色都跟該顏色相鄰的顏色，而彩虹上顏色是按照波長(zhǎng)大小線性緊密地排列在一起。

顏色在彩虹中的排序

如果顏色取決于光的波長(zhǎng)，很明顯顏色應(yīng)該是按線性分布的（就像高度一樣，從矮到高排列），波長(zhǎng)從低到高，從380nm到720nm。如果顏色按照?qǐng)A形排列，從380nm到720nm，怎么又一下子從720nm回到380nm？這樣就成了潘洛斯階梯(Penrose Stairs)——四條樓梯，四角相連，但是每條樓梯都是向上的，因此可以無(wú)限延伸發(fā)展。在三維世界中不可能出現(xiàn)。

那么如何解釋色環(huán)的問(wèn)題呢？

有時(shí)候一條線也可以成為一個(gè)圓，就像咬尾蛇。

動(dòng)漫《鋼之煉金術(shù)師》中的咬尾蛇標(biāo)志

所以或許將光譜卷起來(lái)就可以形成色環(huán)。似乎也行得通，而且顏色的順序也對(duì)，但可是似乎少了點(diǎn)什么。對(duì)，就是少了紫色（purple）。如果這條光譜在加上一個(gè)紫色（purple），就成為一個(gè)色環(huán)了。注意，是通過(guò)紫色（purple）將光譜的兩端連在一起。既然紫色（purple）出現(xiàn)在色環(huán)中，為什么它沒(méi)出現(xiàn)在彩虹中呢？

彩虹光譜加上紫色（purple）就成了色環(huán)

人們通常會(huì)說(shuō)彩虹包含了所有的顏色。這就是為什么彩虹旗幟代表容忍和包容。但我瞧瞧告訴你一個(gè)秘密：有些顏色彩虹是沒(méi)有的。紫色（purple）就是其中之一。

彩虹旗

我們感知到的紫色（purple）是包含兩種波長(zhǎng)的光的混合體，如680nm（紅光）跟450nm（藍(lán)光）波長(zhǎng)。這兩個(gè)波長(zhǎng)給我們的感覺(jué)是紅色和藍(lán)色。因?yàn)樽仙莵?lái)自這兩個(gè)極端情況波長(zhǎng)的混合光，所以它也被認(rèn)為跟這兩個(gè)極端色顏色相近。

至于為什么紫色（purple）不存在于彩虹中，我們需要神經(jīng)科學(xué)來(lái)解釋。我們能看到顏色是基于眼睛視網(wǎng)膜上三種感光細(xì)胞的對(duì)光的響應(yīng)，這三種感光細(xì)胞分別是S、M、L型視錐細(xì)胞。它們可以在白天（明亮）情況下把光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，通過(guò)神經(jīng)節(jié)的傳遞到大腦中，從而能感知（看見(jiàn)）到顏色。研究人員已經(jīng)記錄了每種視錐細(xì)胞對(duì)每一波長(zhǎng)的光的不同響應(yīng)情況。也就是說(shuō)，這三種椎體細(xì)胞的響應(yīng)決定于刺激它的光的波長(zhǎng)。

【在公眾號(hào)“領(lǐng)略色彩之雅”中回復(fù)“視錐細(xì)胞”可以看到詳細(xì)介紹】

下圖展示了不同視錐細(xì)胞的光譜響應(yīng)曲線。三條曲線分別對(duì)應(yīng)三種視錐細(xì)胞。他們的峰值分別出現(xiàn)在短波長(zhǎng)（S），中波長(zhǎng)（M）和長(zhǎng)波長(zhǎng)（L），所以我們也這樣命名。

不同視錐細(xì)胞的光譜響應(yīng)曲線

紅光會(huì)激活L視錐細(xì)胞，但對(duì)M視錐細(xì)胞影響小很多，且?guī)缀鯇?duì)S視錐細(xì)胞無(wú)影響。

紅光對(duì)視錐細(xì)胞的刺激

藍(lán)光會(huì)激活S視錐細(xì)胞，但對(duì)M和L視錐細(xì)胞影響很小。

藍(lán)光對(duì)視錐細(xì)胞的刺激

所以當(dāng)視錐細(xì)胞被混合波長(zhǎng)的光刺激時(shí)，視錐細(xì)胞的響應(yīng)可以通過(guò)對(duì)單個(gè)波長(zhǎng)的在視錐細(xì)胞上的刺激的加和來(lái)預(yù)測(cè)到。

當(dāng)將紅光和藍(lán)光對(duì)視錐細(xì)胞的刺激加在一起，我們就看到看紫色（purple）——S和L視錐細(xì)胞響應(yīng)程度大，而對(duì)M視錐細(xì)胞影響小。

紅光和藍(lán)光對(duì)視錐細(xì)胞的刺激的加和

我們看回光譜響應(yīng)曲線。同時(shí)滿足對(duì)S和L視錐細(xì)胞響應(yīng)程度大，而對(duì)M視錐細(xì)胞影響，是沒(méi)有哪一個(gè)單個(gè)波長(zhǎng)是符合的。也就是說(shuō)可見(jiàn)光譜上沒(méi)有特定的波長(zhǎng)是代表紫色（purple）的。

這就是為什么紫色（purple）不存在于彩虹中——彩虹中對(duì)顏色都是由單個(gè)波長(zhǎng)的光組成的。沒(méi)有哪個(gè)單波長(zhǎng)跟紫色（purple）的刺激是一樣的。

所以你可以看到紫色（purple）物體，其實(shí)是比較像紫色 （violet）的顏色而已。

通過(guò)混合不同比例的紅光和藍(lán)光，我們可以得到不同的紫色（purple）。所以應(yīng)該會(huì)存在某一個(gè)紅光藍(lán)光比例混合之后會(huì)得到的顏色對(duì)視錐細(xì)胞的刺激，跟紫色（violet）的刺激是一樣的顏色。換句話說(shuō)，藍(lán)光加上一點(diǎn)點(diǎn)紅光可以條件等色于紫色（violet），但混合出來(lái)的顏色跟單個(gè)波長(zhǎng)的顏色是不一樣的。這種混合色光不會(huì)出現(xiàn)在彩虹中。

• 彩虹中的顏色是按照光中的波長(zhǎng)線性排列的；

• 這些線性排列叫做光譜；

• 色環(huán)中包含紫色（purple），但在光譜中我們找不到這種顏色對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)；

• 紫色（purple）是用藍(lán)光和紅光混合而成，顏色跟可見(jiàn)光譜兩端的顏色都比較接近；

• 這就是為什么把紫色（purple）加入到圓環(huán)中的原因；

• 我們可以確定的是紫色（purple）不是光譜中的顏色，不存在于彩虹中，只是視網(wǎng)膜中三種視錐細(xì)胞的響應(yīng)結(jié)果。藍(lán)光和紅光的混合光對(duì)視錐細(xì)胞的刺激，甚至在光譜中找不到某個(gè)跟這個(gè)刺激一樣的單個(gè)波長(zhǎng)；

• 這就是為什么紫色（purple）不是彩虹的一部分的原因。