地铁上的随想：颜色与光的关系
在坐地铁去人广吃饭的时候，我好好考虑了下这个问题。
为什么人的眼睛里会有三种类别的视椎细胞呢？
由于是在地铁上，所以并没有查阅生物学上的资料，仅仅是基于自己已有的知识，因此更多的算是一个思想实验。
考虑一束光在物理上有强度和频率两个属性，把视椎细胞看作一个接收器，假设其灵敏度仅仅随入射光的频率而变化，比如说，其灵敏度-频率曲线是一个倒 U 型，那么对于任意属性的入射光，以强度和频率为 x 和 y 轴，接收器输出强度为 z 轴作一个三维图。其形状应该是 xxxx 这样的，对吧？
那么，在一个接收器的情况下，如果已知接收器输出 z = z 0 ，那么其在刚才提到的三维图像上表现为一个平面，其与接收器输出强度特性曲面交于一条曲线。所以说，一个接收器是无法同时确定入射光的强度和频率属性的。那么考虑两个接收器的情况，考虑另一个接收器的灵敏度中心与第一个的不重合，也就是说，其灵敏度最大值在不同的频率上取到。然后考虑已知两个接收器的输出，则考虑它们与各自的输出特性曲线的交线在 x-y 平面上的投影，其交点座标即为入射光的强度和频率。
其实也没必要考虑的那么复杂，两个自由度的东西，当然要通过两个参数去确定啊。
好了，那么问题来了……
挖掘机技术哪家强？
……
好吧，真正的问题是，那么为什么需要第三个接收器呢？在理想的情况下，我考虑了三种可能性。
- 可能入射光还有第三个属性，比如说角度；
- 可能这两个接收器的输出并非是完全独立，而是相互影响的；
- 可能接收器的灵敏度曲线还和光强度有关。
我考虑了一下第三个可能性，想像了半天，觉得还是不可能。
回来之后，查了查资料。以下是几个关键问题：
- 人眼中的视椎细胞和视杆细胞是如何工作的？视杆细胞能独立分辨光强吗？所以视椎细胞只需要分辨「频率」？
- 人眼中真的有三种视锥细胞吗？
维基上的 颜色 条目说的很全面，让我有了一些新的想法。
在自然界中，大部分光都不是单色光，而是有光谱分布的。因此，用单色光去考虑人眼的接收问题，是不合理的。比如说吧，叶子反射太阳光进入人眼，人的大脑将其认为一种颜色，并利用这种颜色判断将其与视野中的其他物体区别开来。显然叶子的反射光并不是单色光，所以人眼的设计目的不是去分辨一种单色光的频率和波长，而是去分辨一种光谱。
光谱这东西的话，我感觉就很难描述了……
最简单的方法，可以在其上取样几个频率，根据取样频率的光强去描述它。显然取样点越多，描述就会越精确，但也不需要太多，够用就行。于是，进化过程中，人眼进化成了类似于三个取样点这种样子。这大约就是人眼中为什么有三种类型的视椎细胞的原因。
当然相对于前面提到的所谓单色光的接收器理论，这个解释就十分定性不定量以至于看起来过于粗糙了。但是就这样吧，做人呢，最重要的是开心，不要想太多XDDD
这样一番探究之后，我最大的收获之一就是获得了新的对于「颜色」这个概念的认识，所以说，颜色并不仅仅就是由波长决定的，实际上，它是一种人脑对三种（？）接收器输出产生的组合的一种响应。因此也就可以理解，频率本身不能相加，而多种颜色混合能够产生新的颜色这样的事情了。甚至，有些颜色是不存在对应的单色光的。
关于上一段中的那个问号：考虑到大多数色彩模型，不管是 RGB 、CMYK，还是 LAB、 HSV，都是用三个参数来描述一种颜色的，因此我觉得这样的猜测还是很合理的。
从以上的思考中，可以总结出以下几点：
- 不要格物致知，思而不学则殆。要多看看其他的资料，不然再怎么思想实验，就算想破了脑袋重新建立了拓扑学，也对解答最初的问题于事无补。
- 根据上一条，地铁上请勿思考学术问题。
- 上一条是错的。