五彩缤纷的大自然是那么美丽，尤其是七色彩虹高悬碧蓝如洗的天空时，相信每个人都会由衷赞叹“好美”！这时，也许爱思考的脑袋就会想到：如此美丽的色彩是如何形成的？我们又是如何看到色彩的？通过物理学和生物学，我们或许已经知道，不同色彩是不同波长的可见光刺激我们眼睛视网膜上的视锥细胞，从而产生了色彩的视觉。但有很多现象让人感觉很奇怪也很困惑，不免令人思考：到底色彩是光波决定的还是视觉决定的？
旋转让彩色变白色
历史上，牛顿首先发现，一束阳光穿过棱镜后，会分散成七彩光，而把七彩光通过相反的过程又可以汇聚成白色光。但有这样一个实验，在一张圆形硬白纸上，从圆心画7条半径，把圆分成均匀的7个扇形区，分别涂上红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种色彩，让一支铅笔穿过圆心，然后转动铅笔。神奇的是，彩色圆一旦转动起来之后，就逐渐变成了白色的，失去了原本的彩色。
也许你觉得这个现象没有什么，很容易解释，肯定是视觉的滞留效应：快速旋转的各种颜色在眼睛里的影像在很短的时间里不会消失，于是各种色彩的影像叠加就形成了白色的视觉影像了。
其实按理说，彩色圆纸板转得再快，各种色彩的光也不可能完全重合汇聚成白光的，但眼睛却能够把它们组合成白光。
我们知道视网膜中有感受红、绿、蓝三种颜色的视锥细胞，如果是这三种颜色之外的光，它就会对其中的两种颜色的视锥细胞起不同程度的刺激作用，从而使这两种视锥细胞所产生的颜色信号在大脑中组合成此二原色之间的中间颜色。如果是白光，它就会刺激三种视锥细胞都产生颜色信号，汇总到大脑里就是白光。而这个刺激和汇总过程是需要时间的，当七色板快速旋转时，各种色彩的光对视锥细胞的刺激来不及消失，汇总到大脑里从而就成了白色。
旋转让黑白变彩色
这也是一个有趣、神奇的实验。将一个电动转盘涂成一半黑色，一半白色，白色区域再涂上黑色条纹，然后让转盘由低速到高速旋转起来。开始，转盘只是闪烁，随着转速的加快，闪烁现象减弱，彩色条纹出现了，从里到外，分别是暗红、绿、蓝；棕色、深绿、深蓝；褐色、浅绿、深绿、浅蓝。再继续加快转速，闪烁现象逐渐消失，色彩逐渐偏淡。继续加快转速，色彩完全消失，条纹中黑线条的颜色变成了灰色。
更有趣的是，不仅转盘的转速会影响条纹的颜色，转盘的旋转方向相反时，也会导致条纹的颜色分布发生很大的变化。不过，这种现象的出现以及条纹的色彩不受光线强弱的影响，阳光下、日光灯下都可以，只要不是暗得分辨不出颜色就行。
这个现象告诉我们：旋转可以让黑白生出彩色来？如果真的产生了彩色光，那么通过照相机就可以拍摄出来，可奇怪的是，研究者无论如何调节照相机的曝光速度，都无法拍到彩色条纹，拍到的只是转盘上深浅不同的灰*图色**案。这说明我们看到的彩色条纹并不是真实存在的，那么是怎么回事？
如果说是视觉滞留效应，那么黑白的叠加应该形成灰度不同的灰色条纹，怎么会出现彩色呢？
转盘上的黑*图色**案有什么奥秘吗？通过实验，如果转盘上只有黑白两个半圆的话，无论怎么旋转，转盘只是从闪烁到闪烁消失，不会出现彩色。如果转盘上没有黑色半圆，只有黑色条纹的话，无论怎么转，也不会生出彩色条纹来。
通过这些现象推测，可能是视网膜上的视锥细胞在看到黑色（没有光刺激）之后，再遇到光线的刺激，就会对光的刺激比较灵敏，而遇到白黑交替的快速刺激后，有的视锥细胞感光信号来不及消失，就会把那个条纹看成有颜色的，不同长短的条纹和黑白交替的次序不同会导致不同的视锥细胞留下信号，于是条纹的颜色看上去也就不同了，形成了彩色条纹。
但是大脑分辨彩色信号也是需要时间的，如果彩色信号存在时间太短，不到0.018秒的话，大脑就无法分辨，从而把彩色信号又混到一起，形成不同程度的灰色。这就是为什么转盘转得太快，反而看不到彩色条纹的缘故。
单色变出彩色
牛顿还做过这样的实验：用三棱镜把白光分解成七彩光后，再用一个具有两个狭缝的板挡住七彩光，通过移动狭缝的位置，可以使从狭缝透出的光位于某个颜色范围，例如上面的狭缝透出的是590纳米的黄光，下面的狭缝透出的是560纳米的黄光，那么两个狭缝的光汇聚起来，照到银幕上还是黄色光。
研究者把牛顿的实验稍做了修改，实验现象和结果却出人意料和令人不解。先准备两张景物相同、感光程度不同的黑白底片，就是说，这两张底片上所拍摄的静物是同样的，静物是彩色的，只是通过调节灯光照射的角度，使拍出的两张底片感光程度不同，得到的两张黑白底片上的相应物体浓淡程度有些不同。然后把这两张底片分别放在两个狭缝后面，让透过狭缝的黄光分别穿过这两张黑白底片，结果，落到银幕上的不再是黄光，也不是黑白光，竟然是彩色的静物！虽然色彩不太饱和，但能够分辨出来哪是红的，哪是蓝的、绿的……甚至还有白色的，而且所显示的颜色就是静物本身的那种颜色。本来，黑白底片只是透光程度不同，透过黑白底片的黄光，落到银幕上还应该是黄光才对，但银幕上的影像却是全彩的！单颜色的黄色光怎么产生了彩色光？
研究者又做了下面的实验。先用较长波长的光，例如红光照射静物，拍出黑白底片A来，然后又用较短波长的光，例如绿光照射静物，拍出黑白底片B来，然后把这两张底片各放入一个投影仪中，两个投影仪用不同波长的光投影。当光透过底片照射出来，都投影到同一个银幕上，投影出的影像重合时，彩*图色**像出来了！底片是黑白的，照射的光，或者只有红光和黄光，或者只有黄光和绿光，或者……，或者用红光和白光放映，投影出的影像却可以红、橙、黄、绿、青、蓝、紫各种颜色都有。
而且这种彩色很稳定，只要两个投影仪采用不同色彩的光投影，至于投影的光强弱、什么色彩，都不影响静物影像色彩的分布。
我们知道，如果没有这两张底片，红光和黄光重合的结果是橙色光，如果只有一张底片或两张同样的底片，得到的就是橙色的静物影像。可只要是放进两张曝光程度不同的底片，银幕上就会显示出鲜明的全彩。
单一的颜色如何生出了全部的彩色？不是说两种颜色合并得到的是第三种中间颜色吗？牛顿他们错了吗？研究者认为，对于一个光点来说，牛顿没有错。但是对于处于光强度分布杂乱的环境中的一个光点来说，它显示什么颜色就不一定了，它的颜色会受到周围光点的影响。
在这里，假设一个投影仪采用红光，另一个投影仪采用黄光，那么从A底片透出的红光，强弱分布会因A底片透光率不同而不同，而从B底片透出的黄光，其强弱分布又是另一种情况，与红光的强弱分布完全不一样。这样，两束光叠加，就会产生异常复杂的情况：有的地方偏红色，有的地方偏黄色……从红色到橙色到黄色，各种颜色的变化都有，几乎每个光点的颜色都不同。眼睛为了分辨这种每个光点颜色都不同的细腻分布，会让三种视锥细胞都感光，感光强弱的不同就会赋予不同的部位不同的色彩。
看来，色彩的产生不仅与光的波长有关，而且受我们视觉系统的影响也太大了，特殊情况下，单调的光也可以让我们看到彩色。还有，不同的动物感知到的光波和色彩都有差别，五彩缤纷的可见光对于许多动物（例如牛、马）来说是灰色的，蜜蜂等动物还可以看见我们看不见的紫外光，而猫头鹰等动物则可以看见我们看不到的红外光。也许对于一些动物来说，我们看到的红色对于它们来说是绿色的，我们看不到的红外和紫外光，对于它们来说却是五彩缤纷的。
大自然真是太不可捉摸了，仅仅是色彩的产生就如此复杂，而且至今我们还不敢说，我们已经彻底把色彩问题研究清楚了。