全光譜：色彩科學如何形塑現代世界

推薦專文  暢遊色彩的歷史與科學
——國立臺灣師範大學美術學系教授 林震煌

前言
每當人類學會製造新色彩，這些色彩就會教會我們某件事，可能是藝術上或視覺上的原理，或是要如何製造出更加新穎的色彩。這些實際見解自然而然就會回過頭來，教會我們要如何為新材料賦予新色彩。就像在電磁間以快到難以置信的速度來回振盪，構成了光本身，在看見與瞭解之間的振盪，則是人類史背景中一股穩定不變的嗡鳴聲。

第一章：大地色調
就算現代人類誤解了早期人類的調色盤，還是可以聲稱，那些石器時代人類最初變成我們的時候，演化出了必要的神經架構，並在人與人之間散播適當的迷因——這也正是他們開始創作藝術的時候。利用自然色彩創作出他們想像的圖案，一切便始於此；運用這些色彩來更精確代表他們所見或所能想像得到的事物，則充分展現了這份新獲得的智識。

第二章：陶瓷
勿里洞沉船的貨物重新定義了色彩作為貿易商品的歷史，其原料與相關技術就跟黃金、絲綢或辛香料具有同等的價值。這些顏色的製造與使用方法，就是那個時代的高科技之最。而要能展現出這點，完全得靠硬體器具，當時的殺手級應用：瓷器。

第三章：彩虹
牛頓在讚頌身材矮小的死對頭虎克時，表示自己是站在「巨人的肩膀上」。但撇除他話中的諷刺挖苦，這些巨人指的就是海什木、法利希、格羅斯泰斯特、培根、笛卡兒等人，他們透過自己對色彩與光的研究，實際發明出一套科學方法，成為牛頓整合一切的最終頂石。觀察、假說、數據、數學分析，這些工具跟裝滿水的球形玻璃與三稜鏡一樣，都是解開彩虹之謎的關鍵。多虧有科學的誕生，色彩才變成了文化。

第四章：鉛白貿易
新顏料愈來愈容易入手，讓整個世界徹底改頭換面……其中一個關鍵因素，就是隨處可得的鉛白，因為鉛白不只是塗料，也是其他有色塗料中的乳白劑、增效劑、增亮劑。即便如此，大眾還是渴望有更多色彩。他們就要心想事成了。十八世紀末以及十九世紀大半時間，重點都擺在追求新色彩與製造它們的新方法，這段期間也是瞭解一般人如何實際看到這些顏色的最豐收時期。

第五章：世界博覽會
哥倫布紀念博覽會的訪客不光只是從中體驗到了白城的魅力。原因在於，建築表面或許大多為白色，但照射在這些表面並反射到人眼中的光，卻呈現出豐富繽紛的色彩。電氣化又燈火通明的二十世紀，便是如此揭開了序幕……在形式與色彩之戰中，色彩對比的奇特效果為色彩這一方提供了數倍增援，但光卻成了終結兩者衝突的祕密武器。

第六章：鈦白
二氧化鈦顏料幾乎出現在每道牆上所塗的每種油漆之中，也存在於紙張、陶瓷、塑膠、藥丸、化妝品、糖果內……在你所擁有的物品中，便有以它製成的東西，你也曾把它吃下肚，還認為有了它，你的世界變得更美好。人類花了好長一段時間才研究出要如何大量生產這個東西，但找到方法後，它就此改變了世界。

第七章：色彩詞彙
測量光的顏色，管它是用波長或光子或色溫，都很簡單。但要測出一般人看到的顏色，完全是另一回事。要製作某種可靠又可複製的圖表，讓我們任何人可以指著上面隨便一處，然後同意指出來的這個特定顏色，我們所有人都會以相同的方式稱呼？ 結果證明，這簡直幾乎不可能做到。

第八章：藍黑白金裙
藍黑白金裙暗中顛覆或公然打破，科學家針對色彩恆常性以及人類視覺偏好日光所提出的幾乎每個假設。置身於隨處可見高畫質螢幕的時代，許多人都能隨時看到近乎無窮的各種色彩。不過，這種色彩無所不在的情況也顯示出，每個人都有各自的無窮色彩，因為色覺不只受文化影響，也大幅受到個人影響。我們全都以不同的方式，以數十億的個人調色盤，看到色彩。

第九章：偽造色與色彩偽造
如果色彩實際上是表面以及反射自該表面的光之混合結果，那畫作應該會在不同的照明下改變樣貌。這就是為什麼博物館跟藝廊都非常謹慎處理照明這件事。畫作的複製品如果是印製在不同的表面上，採用不同的顏料，將會在不同的照明下看起來有所不同。

第十章：螢／銀幕
某種程度來說，每位電影工作者其實就是在實驗要如何把光線與色彩在表面上移來移去。這就是該產業的拿手好戲。但皮克斯扣人心弦的電腦動畫電影，重點全在於製作人的意圖。皮克斯訓練旗下那些負責說故事的人，要精準運用色彩與光線，同時表達出敘事內容和其中蘊含的情緒。

結語
色彩以及我們如何製造它們的故事尚未結束。最有可能的推測：新色彩與新色彩科技將會延續跟十九世紀起差不多的速度，不斷推陳出新。每一種新的顏料或染料都會為科學帶來一點進步，這些科學新知則讓我們對如何看見或製造色彩有更進一步的瞭解，使人想要有更多顏色。這是屬於色彩周而復始的循環。

致謝
參考書目

推薦專文 暢遊色彩的歷史與科學
——國立臺灣師範大學美術學系教授 林震煌

Spectrum一詞原本是用來描述可見光通過三稜鏡後的彩虹光。隨著人們對光學的理解，光譜一詞開始廣泛應用於整個電磁波。全光譜原意應該是指涵蓋從X光、紫外線、可見光、紅外線、微波……所有電磁波的光譜（橫軸座標為波長）。但是本書的書名Full Spectrum: How the Science of Color Made Us Modern，作者則將spectrum引申為從遠古到現代，以科學與歷史的角度闡述人們追求顏料與顏色變化的軌跡（縱軸座標為時間），這是非常有趣的比喻，也是這本書的特色之一。
在本書之中，作者從石窟洞藝術開始介紹顏料與色彩。在遠古的石窟洞中，考古學家發現了人類創造藝術以及色彩的最古老證據。人類最早使用的顏料包括了紅、黃、橙、棕色的赭石。在自然狀態下，赭石是黃棕色，被稱為原始赭色。赭石含有氧化鐵（鐵鏽色）或氧化錳（黑色或棕色）時，顏色會發生變化。當這些氧化鐵礦物粉末加入了黏合劑（例如膠狀脂肪或骨髓），就變成了顏料。再加上由白堊岩（主成分為碳酸鈣）製成的白色顏料，以及源自木炭、獸骨的黑色燃燒物，便構成了人類藝術的基本調色盤。地球表面常見的金屬礦物還可以用來調製出更多彩的繪畫顏料。因為有了色彩，讓人類發展了藝術！
文化才如此豐富。作者也提到，為什麼地球生靈要大費周章感知可見光（光譜上的一小部分）？ 其實存在於地球上最古老微生物之一的鹽桿菌就存在趨光性的本能，會游向橙光（長波長）並游離藍光（短波長）。「啊哈！它就是我們色覺的演化祖先，已經有數十億年歷史的活化石。」遠古人類已經從動物對色彩的最原始感受：求偶、覓食與避險，提升到藝術的層次了。可惜的是，岩壁藝術原本可能具有各種不同的顏色，例如由花瓣製成的淡藍色、來自碾碎青草的綠色、或河泥般的灰色。那些調色盤上會有的顏色，全都有可能曾出現在這些石灰岩與砂岩的牆壁上，最終卻遭到時間的埋藏而被抹除，無法知道原本的色彩。不過，就算現代人類誤解了早期人類的調色盤，這些遺留在洞窟中的壁畫，仍然象徵我們在地球上展開人類之旅的原點。
碳酸鈣岩石雖然可以作為繪畫基底材，但是顯然還缺少一樣更白的顏料。西元前三百年左右，西方逐漸出現了人造顏料，例如碳酸鉛，這指的就是鉛白。中國也在差不多的時期開始製造鉛白，意味著鉛白是最古老的合成顏料之一。作者花了許多篇幅描述鉛白的製作方法與貿易，還有鉛中毒的現象。此外，顏料的發展不只為了在美觀層面上增色，還能增加經濟價值，並激起購買慾。除了有「暗淡」的材料色彩，還有「鮮明」的顏料陸續出現，例如埃及藍、漢藍、朱砂紅、石青藍、泰爾紫、龍血紅、靛藍、雌黃、胭脂紅、茜根、普魯士藍、碘猩紅、鉻黃、翡翠綠、氧化鉻綠、錳紫、鋅白、鈦白……等。這些多彩的顏料建構了當時國際貿易網絡之中的全球性商品。六世紀中國製陶工匠還為技術層面帶來了重大發展，成就了頂級製品：瓷器。製作這種革命性的新器具，部分關鍵就在於其中所涉及的工程學及釉料——黏土。學者發現中國北部秦嶺山脈才有適合製作高級瓷器的赤陶土。如果想讓釉彩呈現鮮明色彩，背景就得是白色，因為白色背景可以讓藍釉與綠釉顯得鮮明。
白瓷之所以看起來是白色，與光線的散射有關。米氏散射可以用來解釋白雲為何是白色，也可以解釋急湍水花為什麼是白色的原因。天空之所以是藍色，是因為瑞利散射的緣故。這些現象可以用現代物理學來解釋其原因。但是柏拉圖的時代，僅能用哲學解釋顏色。眼見所有色彩都是源自僅有的四大基本色：白、黑、紅，以及「亮」或「耀」。不過哲學無法描述實際且真實的自然現象：彩虹。作者用有趣的筆法，詳細描述了這數百年間科學家們不斷地嘗試釐清，想了解彩虹本質的故事。
隨後的章節中，作者介紹了顏料的貿易、照明與色彩，讓人不禁驚呼我們觸手可及的顏料色彩，竟然是如此捉摸不定且得來不易。此外，在鈦白顏料的章節中，還提到了經濟間諜盜取鈦白事件的來龍去脈。二氧化鈦製造的塗料和表面塗層可以說是改變了人類所打造的環境樣貌。很難想像這樣一種白色顏料竟然牽扯到背後這麼多的諜對諜活動與經濟利益衝突。
最後兩個章節作者用濃濃的科學與歷史的筆調，來描寫色彩詞彙。我們感知到的光與色彩，可以透過科技用波長、光子或色溫的方式來記錄。但一般人看到的顏色，如果想用詞彙的方式來形容波長，就不是一件簡單的事。這種探討色彩空間的基本形狀的領域稱為心理物理學。這讓我們發現，用物理學上的波長，其實是無法精確定義我們對顏色的認知。因為顏色太多，但是能用來形容顏色的詞彙太少。隨著人造顏料的數量在十九世紀暴增，能夠用共通語言稱呼這些顏色，愈來愈至關重要。於是，色彩座標、色圖就出現在了國際色彩產業群、電視螢幕製造商和織品染色業者的身上了。
全書沿著時間軸，作者帶領我們走進色彩、科學以及歷史的世界。讀完此書，會讓我們在腦海的知識領域中，多了一條由色彩與科學構成的生動活潑的歷史觀。本書非常適合大眾閱讀，讀者不僅可以探索科學與色彩之間的脈絡，還可以隨著歷史軌跡，暢走一趟知性之旅。