假如你从未看过蓝色,你能否仅通过物理学的解释,来明白蓝的颜色

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  网友提问:有哪些问题是科学无法解答的呢?

  问题回答:首先我想问:有哪些问题是无法通过科学观察而解答的呢?

  答案是:大部分数学!我们是完全没有办法去探索或者演示,比如,根号2,就是没有办法用一个分数所表达。 同样,我们也没有办法用过测量去证明勾股定理不仅仅是一个很好的估算。

  

  图解:直角边的平方和等于斜边的平方

  如果我们决定把数学运用到科学中,那么就会有其他的,超乎人类力所能及的问题。 其中,我最喜欢的是“蓝色到底是什么颜色?”。换句话来说,我看到的蓝色和你看到的蓝色是同一个颜色吗?是的,我知道我们的视觉认知是被大脑的一部分所掌控的,但是这并不能回答我们的问题。下面是我在我的新书中对这个问题是看法:

  

  图解:蓝色是一种颜色,它是红绿蓝光的三原色中的其中一元,在这三种原色中它的波长最短(约470-440纳米)。

  段落选取自此时此刻:时间的物理学(Now:The Physics of Time)

  “在1982年,澳大利亚哲学家弗兰克 · 杰克逊发表了一段关于我儿童时期的色彩问题的言论,此番言论十分吸引我。哲学家杰克逊创造了一个关于玛丽的故事。玛丽是一位出色的科学家,从出生就生活在没有色彩的房子里,从未出过门。玛丽所能看到的东西无一不是黑,灰,白。她只能读没有彩图的书以及黑白电视。。。

  

  图解:台湾歌林公司14吋黑白电视机CQ-6403UR

  杰克逊想象中的出色科学家玛丽,在自己黑白灰的家,除了从未接触过色彩以外,长大的过程和任何一个普通孩子一样。玛丽在自己的物理课本上了解到颜色的概念。她常常想象住在一个有颜色的世界会是什么样的。她觉得彩虹的原理非常优雅,美丽(从物理学的角度),她反复想象,彩虹到底长什么样呢?彩虹的美是否不仅仅存在于物理原理呢?后来,玛丽成为了一位出色的科学家,她不仅仅精通物理,在神经学,哲学,任何你所能想到的领域都有着登峰造极的造诣。(别忘了,这是一个想象出来的故事。)玛丽理解眼睛运作的原理,比如不同频率的光线如何刺激眼睛里不同的感官感应器,以及眼睛如何对看到的事物进行初步处理并把这些信息变成信号传输到大脑里相应的部位。她对色彩的传输太了解不过了,可她自己却从未体验过。

  

  图解:虹与霓的特征是外弧(霓)的颜色排列与内弧(虹)相反,在两道弧之间是黑暗的亚历山大带。

  后来有一天,玛丽走出了房门来到色彩斑澜的世界。总算见到彩虹的玛丽会有什么反应呢?(谨记,这是一个想象实验,我们不需要担心常年生活在没有色彩的世界削弱了玛丽的对颜色的感应能力)。当玛丽终于看见天空,草地和落日时,她是会说,”噢,原来这跟我通过科学知识所想象的一样嘛,”?还是会说,“天哪,这简直不可思议!”?哲学家杰克逊继续问道,“第一次接触色彩的玛丽到底会不会学到新知识呢?”,以及,“如果她学到了新东西,她学到的到底是什么?”。

  

  图解:彩虹“升起”的地方,位于那里的观察者将看不到彩虹。

  对于杰克逊的问题,我的回答是,是的,玛丽会学到点东西:她会明白红,绿,蓝到底长什么样。但如果另外一个人,比如你?认为这个问题的答案是,不,玛丽什么也不会学到,那我也很难像你证明你错了,因为我无法用物理或者数学或者任何其他定量科学来像你解释你为什么错了。

  相关知识

  颜色或色彩是透过眼、脑和我们的生活经验所产生的一种对光的视觉效应。人对颜色的感觉不仅仅由光的物理性质所决定,还包含心理等许多因素,比如人类对颜色的感觉往往受到周围颜色的影响。有时人们也将物质产生不同颜色的物理特性直接称为颜色。

  

  图解:人类(S, M 和 L 类型的)锥状细胞对单色光谱刺激的规范化典型反应

  参考资料

  1.Wikipedia百科全书

  2.天文学名词

  3. forbes-圆一

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