Открытие Гельмгольца

Влияние медицины на учение о цвете в XIX веке

До середины прошлого столетия противоречивые теории учения о цвете примирить не удавалось.

По утверждению Ньютона, соединение всех спектральных цветов дает белый цвет. Это достигается при помощи двояковыпуклых линз. Если же на оптический круг или диск нанести семь секторов и окрасить их в соответствии со спектральными цветами, а за­тем смешать эти выкраски путем быстрого вращения круга, то полу­чится впечатление светло-серой поверхности. При смещении красных, оранжевых, желтых, зеленых, синих и фиолетовых пигментов получает­ся темно-серый цвет.

Живописцы и художники ссылались на свою практику смешения пигментов и получающиеся при этом наглядные результаты. Они счи­тали любое другое утверждение заблуждением.

Ученые-физики ссылались на авторитет Ньютона и рассматривали выдвинутое им положение — «белый есть сумма всех цветов» — как единственно правильное. Результаты смешения пигментов они объясняли «нечистым» характером пигментов.

Герман Людвиг Фердинанд Гельмгольц (1821—1894 гг.) — один из крупнейших немецких естествоиспытателей, работавший в области физики, математики, физиологии и психологии.

Около 1852 г. немецкий профессор сделал важное открытие, которое разрешило изложенное выше кажущееся противоречие и открыло новые пути для будущих исследований.

Гельмгольц установил, что при наложении друг на друга световых лучей различного цвета поверхность, на которую падают эти лучи, всег­да оказывалась более светлой, чем падающие на нее отдельные лучи. Сумма всех спектральных цветов давала белый свет. Однако белый свет ему удалось получить и путем сложения двух спектральных цве­тов, а именно пары желтый — синий и пары красный — зеленый. Этот процесс сложения разноцветных потоков света он назвал «аддитивным смешением».

Далее Гельмгольц нашел, что в отличие от смешения потоков све­та смесь красных и синих пигментов поглощает часть падающего на по­верхность света. Этот процесс уменьшения светового потока он назвал субтракцией, а смешение пигментов — «субтрактивным смешением». Эти положения составили основу для научного обоснования результатов различных видов смещения. Для точной характеристики цвета Гельмгольц избрал три переменных компонента: цветовой тон, насыщенность и светлоту (яркость). Этот принцип колориметрии оправдал себя, и в 1931 г. единицы измерения Гельмгольца бы­ли приняты Международной комиссией по освещению (МКО):

Цветовой тон— l _d

Насыщенность (чистота) цвета — p _e;

Яркость (светлота) — A.

Гельмгольц указал на тесное родство между световым и тепловым излучениями и подчеркнул принадлежность их к большой группе электромагнитных излучений. Он говорил: «Воспринимаем ли мы солнечные лучи как тепловые или как световые лучи, зависит исключительно от того, ощущаем ли мы их зрительными нервами или нервами осязатель­ными».

Гельмгольц разработал также и целый ряд физиологических проб­лем, связанных с цветом. Возникновение последовательного образа он объяснял утомлением сетчатки. То обстоятельство, что ярко-красный цвет после длительного его восприятия как бы сереет, он также объ­яснял утомлением зрительных нервов. Позднейшие научные исследова­ния развили основы цветоведения, заложенные и разработанные Гельм­гольцем.