You might have heard that light is a kind of wave and that the color of an object is related to the frequency of light waves it reflects. High-frequency light waves look violet, low-frequency light waves look red, and in-between frequencies look yellow, green, orange, and so on. You might call this idea physical color because it says that color is a physical property of light itself. It's not dependent on human perception. And, while this isn't wrong, it isn't quite the whole story either. For instance, you might have seen this picture before. As you can see, the region where the red and green lights overlap is yellow. When you think about it, this is pretty weird. Because light is a wave, two different frequencies shouldn't interact with each other at all, they should just co-exist like singers singing in harmony. So, in this yellow looking region, two different kinds of light waves are present: one with a red frequency, and one with a green frequency. There is no yellow light present at all. So, how come this region, where the red and green lights mix, looks yellow to us? To understand this, you have to understand a little bit about biology, in particular, about how humans see color. Light perception happens in a paper-thin layer of cells, called the retina, that covers the back of your eyeball. In the retina, there are two different types of light-detecting cells: rods and cones. The rods are used for seeing in low-light conditions, and there is only one kind of those. The cones, however, are a different story. There three kinds of cone cells that roughly correspond to the colors red, green, and blue. When you see a color, each cone sends its own distinct signal to your brain. For example, suppose that yellow light, that is real yellow light, with a yellow frequency, is shining on your eye. You don't have a cone specifically for detecting yellow, but yellow is kind of close to green and also kind of close to red, so both the red and green cones get activated, and each sends a signal to your brain saying so. Of course, there is another way to activate the red cones and the green cones simultaneously: if both red light and green light are present at the same time. The point is, your brain receives the same signal, regardless of whether you see light that has the yellow frequency or light that is a mixture of the green and red frequencies. That's why, for light, red plus green equals yellow. And, how come you can't detect colors when it's dark? Well, the rod cells in your retina take over in low-light conditions. You only have one kind of rod cell, and so there is one type of signal that can get sent to your brain: light or no light. Having only one kind of light detector doesn't leave any room for seeing color. There are infinitely many different physical colors, but, because we only have three kinds of cones, the brain can be tricked into thinking it's seeing any color by carefully adding together the right combination of just three colors: red, green, and blue. This property of human vision is really useful in the real world. For example, TV manufacturing. Instead of having to put infinitely many colors in your TV set to simulate the real world, TV manufacturers only have to put three: red, green, and blue, which is lucky for them, really.
คุณอาจเคยได้ยินมาว่า แสงเป็นคลื่นชนิดหนึ่ง และสีของวัตถุหนึ่งๆ มีความสัมพันธ์กับความถี่ของคลื่นแสง ที่มันสะท้อนออกมา คลื่นแสงความถี่สูงจะมีสีออกม่วง คลื่นแสงความถี่ต่ำจะมีสีออกแดง แสงความถี่ที่อยู่ตรงกลางจะมีสีออกเหลือง เขียว ส้ม และสีอื่นๆ คุณอาจเรียกแนวคิดนี้ว่าเป็นสีทางกายภาพ เพราะว่าสีคือคุณสมบัติทางกายภาพของแสงนั่นเอง โดยไม่ขึ้นกับการรับรู้ของมนุษย์ ถึงแม้ว่าคำกล่าวนี้จะไม่ผิด มันก็ยังไม่ครอบคลุมเรื่องราวทั้งหมดเสียทีเดียว เช่น คุณอาจเคยเห็นภาพนี้มาก่อน จะเห็นว่า บริเวณคาบเกี่ยว ระหว่างสีแดงและเขียวนั้นคือ สีเหลือง ลองคิดดูดีๆ นี่มันดูแปลกๆ อยู่นะ เพราะว่า แสงนั้นเป็นคลื่น คลื่นแสงสองความถี่ที่ต่างกัน ไม่ควรจะมีปฏิสัมพันธ์ต่อกันเลย ทั้งคู่ควรจะปรากฏอยู่ร่วมกันมากกว่า เหมือนนักร้องร้องเพลงประสานเสียง ดังนั้นบริเวณดูเป็นสีเหลือง มีคลื่นแสงสองชนิดที่แตกต่างกันนั้นปรากฏ คลื่นนึงมีความถี่ของแสงสีแดง อีกคลื่นหน่งมีความถี่ของแสงสีเขียว มันไม่มีแสงสีเหลืองอยู่เลยซักนิด แล้วทำไม ที่ที่ซึ่งแสงสีแดงและเขียวมาผสมกัน จึงปรากฎเป็นสีเหลืองให้เราเห็นล่ะ? การทำความเข้าใจเรื่องนี้ ต้องอาศัยความรู้ทางชีววิทยาสักเล็กน้อย โดยเฉพาะเรื่องที่ว่า มนุษย์มองเห็นสีได้อย่างไร การรับแสงเกิดขึ้นที่บริเวณชั้นเซลล์บางๆ ที่เรียกว่า เรตินา (retina) ที่บุอยู่ด้านหลังของลูกตา เรตินา ประกอบด้วยเซลล์รับแสง 2 ชนิด ที่แตกต่างกัน: เซลล์รูปแท่ง (rod) และเซลล์รูปกรวย (cone) เซลล์รูปแท่งจะใช้ในการมองเห็นในที่ที่มีแสงน้อย และเซลล์ชนิดนี้มีอยู่แบบเดียวเท่านั้น ส่วนเซลล์รูปกรวยจะต่างออกไป มันมีด้วยกัน 3 แบบ ซึ่งทำหน้าที่ตอบสนองต่อแสง สีแดง สีเขียว และสีน้ำเงิน เมื่อคุณมองดูสีสีหนึ่ง เซลล์รูปกรวยแต่ละแบบก็จะส่งสัญญาณ ที่แตกต่างกันไปยังสมอง เช่น สมมติว่าแสงสีเหลือง แสงสีเหลืองจริงๆ ที่มีความถี่แสงสีเหลือง กระทบเข้าตาคุณ คุณไม่มีเซลล์รูปกรวยเฉพาะสำหรับจับแสงสีเหลือง แต่สีเหลืองนั้นถือว่าใกล้เคียงกับสีเขียว และก็ใกล้เคียงกับสีแดงด้วย ดังนั้นเซลล์รูปกรวยสำหรับสีแดงและเขียว จึงถูกกระตุ้น ต่างส่งสัญญาณไปยังสมอง แน่นอนว่า มันมีวิธีอื่นเช่นกันที่จะกระตุ้นการทำงาน ของเซลล์รูปกรวยสำหรับแสงสีแดงและเขียว พร้อมๆ กัน ถ้ามีแสงสีแดงและแสงสีเขียว ปรากฏอยู่ในเวลาเดียวกัน ประเด็นคือ สมองคุณได้รับสัญญาณไม่ต่างกัน ไม่ว่าคุณจะมองแสงที่มีความถี่ของแสงสีเหลือง หรือ แสงผสมที่มีความถี่ของแสงสีแดงและสีเขียว นี่จึงเป็นเหตุผลว่าทำไม สีแดง บวก สีเขียว ได้ สีเหลือง แล้วทำไมคุณถึงมองไม่เห็นสีในที่มืด? นั่นก็เพราะ เซลล์รูปแท่งจะทำงานแทน ในที่ที่มีแสงน้อย คุณมีเซลล์รูปแท่งอยู่แบบเดียว ดังนั้นจึงมีสัญญาณแบบเดียว ที่ส่งไปยังสมอง คือ มีแสง กับ ไม่มีแสง การที่มีเซลล์รับแสงเพียงแบบเดียว ทำให้หมดโอกาสในการมองเห็นสี สีทางกายภายมีมากมายนับไม่ถ้วน แต่เพราะเรามีเซลล์รูปกรวยเพียง 3 แบบ สมองจึงถูกลวงให้คิดไปว่า มันสามารถเห็นสีอะไรก็ได้ โดยการผสมผสานอย่างละเอียดลงตัว ของสีเพียงแค่สามสี แดง เขียว น้ำเงิน คุณสมบัติการมองเห็นของมนุษย์นี้ เป็นประโยชน์ในชีวิตจริง เช่น การผลิตทีวี แทนที่จะใช้สีจำนวนนับไม่ถ้วนในการสร้างทีวี เพื่อให้ได้ภาพที่สมจริง ผู้ผลิตทีวีกลับใช้สีเพียงแค่ 3 สี แดง เขียว น้ำเงิน ถือว่าพวกเขาโชคดีจริงๆ