全光譜：色彩科學如何形塑現代世界

一四九五到二○一五年間，針對色彩這個主題出版的書有三千兩百多本。這個總數的計算期間晚到不足納入希臘羅馬哲學家的著作，也沒有包含阿拉伯與中國的科學家與學者在西方世界通稱為中世紀時期所寫的書。因此，雖然三千兩百不是個小數目，卻遠低於實際數量。結果，我現在又寫了一本關於色彩的書。
簡單來說，本書大致上會來來回回談到色彩在物理與心智之間的發展。人會製造具有色彩的事物，以及能夠為人事物賦予色彩的材料，後者指的就是顏料、染料、油漆、化妝品等物品。接著，人會瞭解色彩的運作原理，以及物理、化學、神經科學方面的特性。具備上述知識後，人會製造出更多色彩。光波長會改變，但在瞭解與製造之間來回擺盪的情形永遠不會變。不過，我承認，我們在接下來數百頁的篇幅中將踏上的路途，比起筆直前進，更像是迂迴前行，甚至可說是特立獨行。
我將從人類開始實驗如何製造色彩談起，這些透露出當時世界線索的色彩，誕生於十萬年前中石器時代可遮風避雨的洞窟內。目前找到最古老的顏料製作工坊便是屬於這個時代，就位在南非布隆伯斯（Blombos）洞窟之中。我會說這是一個約略的起始點，因為人類這時開始把周遭世界的自然物質轉換成製造色彩的原料——以便應用於工藝、工具、藝術。
接下來會稍微離題，探討一下生物究竟是如何（以及為何會）看見色彩。分辨各種不同的光一定具有某種演化優勢，否則如此的能力就不會遺傳至今了。這種能力大概源自於某個古老的微生物，它與地球上任何生物都有所不同，跟我們人類之間的差異則大到彼此其實可以把對方視為外星生物。透過某種方式，這些小生物把以光為食的能力，例如光合作用，轉換成靠光的顏色就能判斷海下某處是否適合覓食。以色彩具體呈現出來的光，從動力來源轉變為知識。
不過，色彩直到人類開始出現貿易行為，才成為商業的一環。最早的人類文明擁有多種顏料，懂得創作五顏六色的藝術品，探討色彩代表的意義。人與人之間的貿易在西元早期數世紀如火如荼展開時，物品上的顏色可以大幅提高其價值。中國與阿拔斯帝國之間（以及絲路沿途各處）此消彼長的貿易興衰，背後推動的力量就是色彩。絲綢當然要染色，而染料基本上是一種由材料吸收的顏料，不光只是塗在表層而已。但本書要聚焦在另一種收益來源：陶瓷，具體來說是堅薄的瓷器，以及鑽研製瓷上釉的技術是如何推動數個文明的整體發展。
事實上，這些色彩本身以及色彩從何而來是如此重要，早期科學家不得不去瞭解色彩是由什麼所構成。這個故事經常始於亞里斯多德（Aristotle），接著有如穿越時空般，跳至艾薩克．牛頓（Isaac Newton）。但在希臘人與啟蒙時代之間為其中的哲學與技術斷層搭起橋梁的，得歸功於數世紀阿拉伯學者、各國譯者與創新家所做的努力，這些人讀了亞里斯多德等人的著作後表示：「嗯，這樣不對。」有像波斯科學家法利西（Al-Farisi）這樣的人，讓光穿過裝滿水的球形玻璃，好把光與物理化為實際數值，文藝復興與啟蒙運動才得以展開。
少了啟蒙運動以及從科學角度瞭解世界的意識崛起，色彩學在十八、十九世紀就不會有活絡興盛的光景。正是在這個時期，眾人開始研發新顏料，製造出世上前所未見的色彩，並發明新方法，複製圖像，加以利用。同一個時代的人也終於明白眼睛感知色彩的原理，進而為現代物理學揭開序幕。
即便人類開始創造出愈來愈多的合成色彩，白色依然獨樹一格，不論是在化學性質上，還是象徵意義上皆然。其中鉛白這種顏料，從古埃及與羅馬帝國興盛時期開始便舉足輕重，毒性也可怕至極。
一八九三年，在芝加哥哥倫布紀念博覽會（World’s Columbian Exposition），無色全白與下個世紀鮮明多彩的不和諧混雜，兩者間千年來的來回擺盪，到達了衝突最高潮。人們口中所謂的「白城」（White City），由當時的頂尖建築師與規劃師設計打造，仰賴的全是無趣的圓柱、殿堂、白色——不只是外觀，還包括種族。但其中一座建築物，也就是多色的運輸建築館（Transportation Building），鶴立雞群。這棟建築是由其中一位摩天大樓之父路易斯．蘇利文（Louis Sullivan）所打造，也是一項色彩理論的成果，其概念源自人腦是如何整合所見資訊的新科學。
一切都各就各位了。科學理論有了，需求也出現了。在工業革命的鼎盛時期，名為奧古斯特．羅西（Auguste Rossi）的工程師將會努力研究該如何利用由尼加拉瀑布發電的電爐，用鈦製造出更好的鋼合金——這真是十足的美國作風。這一切將徒勞無功，但在鑽研期間，他會發覺其中一種副產物可以當成白色顏料，也就是白得透亮的二氧化鈦粉末。不出數十年，這種白色粉末將主宰整個顏料製造業；如今，它依然獨占鰲頭。
二次大戰後，在世界各地大規模生產的顏色與色彩繽紛的物品開始激增，但一個難解之謎也隨之浮上檯面：每個人眼中所見的色彩都各有不同。不是每個人都以相同的字眼來表達相同的色彩，這個差異不只出現在人與人之間，也體現在文化與文化之間。不過，隨著色彩學和新顏料更普及，大家開始清楚瞭解到，一般人如何看見與感知色彩的這個謎團，一部分跟人使用什麼詞彙來形容色彩有關。於是，在一九七○年代，語言學家保羅．凱伊（Paul Kay）與人類學家布倫特．柏林（Brent Berlin）派調查人員前往世界各地，想瞭解大家是如何談論色彩，兩人的成果至今依然是瞭解人類環境界（譯註： Umwelt，德文「周遭世界」之意）的關鍵。我們已經證實，色彩這項工具不只改變了靠技術革新而帶來進步的世界，也能用來瞭解語言和認知的內在世界。
這方面的研究甚至深入擴及至大腦與心智：神經生理學家在二十世紀中葉便展開研究，想釐清人類腦袋中的那團黏糊糊肉塊是如何把光轉換成色彩的概念，相關研究目前仍在進行。這個科學領域依然相當振奮人心，我這麼說的意思其實是，目前尚未有人徹底瞭解背後的原理。而證明這個科學領域尚待研究的最佳證據之一，出現在二○一五年，當時，單單一張藍色連衣裙（是藍的，不是白的，好嗎？）的彩圖就讓全世界分成兩派。由於網路已經深入每個口袋與包包，隨處可見的高畫質螢幕讓人人都有辦法重新創造出色彩近乎無限的調色盤。但這種創造色彩的全能能力，受到一張在傍晚時分拍下，並導致眾人意見兩極的藍色連衣裙照考驗後，顯示出每個人對這種無限色彩都各有看法。解構分析這件事，或許也能讓科學家瞭解眼睛和大腦究竟是如何運作，才得以在周遭環境的色彩改變時，為我們打造出一個色彩恆常的世界。
這也將為色彩科技帶來未來發展的契機。多虧數位投影機與先進3D列印機的協助，調色師正在讓各種既有色彩煥然一新，並使得新舊色彩難以區別。瞭解眼睛是如何解讀色彩，又是如何維持對各種色彩的概念，得以讓藝術品修復師挽救抽象派畫家馬克．羅斯科（Mark Rothko）即將毀損的油畫作品，也可以讓人印出幾可亂真的藝術仿作——即便只有如黑箱作業般的人工智慧曉得其中的運作原理。
現今，所有螢幕、所有眼睛、所有大腦全都合力要創造出不可能出現的色彩，以及一種不單純是光譜，還能羅列情緒的頻譜。祕訣可能就在於亮度，也就是光影間的差距，其中一個極端仿自亮到不行的甲蟲，另一個則是所謂的超級黑顏料，導致現代藝術界四分五裂。皮克斯（Pixar）動畫工作室的色彩高手動畫師則橫跨在光影間的那條線上，透過目前所能打造的最先端科技，創造出只見於特殊銀幕上的色彩……也許有一天，他們運用雷射與編碼，就能喚起只存在於觀眾腦中，卻完全不屬於銀幕上的色彩。
這將會是影響深遠的一大成就，儘管從根本來看，他們依然還是想做到跟布隆伯斯洞窟自製顏料者一模一樣的事：超級簡化來說，就是讓光子躍入眼中，藉此喚起某種狀態、某種情緒、某種與周遭世界的緊密連結。這些人只不過現在對此更拿手了。
本書省略了不少相關內容。首先，我不打算花太多時間琢磨設計與色彩偏好的心理學，或是藍色多可靠、紅色多具威力的概念。主要是因為這些概念背後沒有太多科學證據支持。這些東西——抱歉——都是胡扯。或者也許更得體的說法會是，這些關於色彩意義的直覺看法因文化而異，也因時代而異，更因人而異。
同理，本書並沒有收錄每一種色彩的完整歷史，或者該說這不是一本眾多顏料以及其從何而來的型錄。我會在適當的時機稍微談一下歷史，因為不同顏料的發明過程向來都是揭開技術史的關鍵。不過，本書並非列出色彩或化學物質的清單。已經有其他作家寫過那些色彩史了，文筆也遠勝過我所能企及的程度。
讀個幾章後，你會看到飛車追逐，過程相當有趣。最後，幾個壞蛋會遭到逮捕，我不想在此先劇透。但我會說，在最終開庭審判的開場陳述時，辯方律師從檢察官手中借來了一小撮亮白的二氧化鈦粉末，因為它是促發這起案件的關鍵，接著，他表示：「iPhone出現前，向來就有白色事物。很久以前，房屋都漆上白色；很久以前，汽車就有白色款……沒錯，白色物品可以賣出這麼多，就是因為世上白色物品眾多，而製造這種白色粉末的技術，早就存在已久了。」
我不是要對這位律師不敬，但這種說法誤解了整個技術史以及人類與色彩之間的關係。就某種意義來說，這整本書基本上就等於是我把眼鏡往上一推，提出另一種看法。那個自稱是中國間諜的人為了數百萬美元，賭上（也因此喪失）他的自由，這個故事之所以合理，只不過是人類著迷於色彩的其中一例——不光是痴迷於其美學，更是其實際組成。人類向來渴望知曉色彩是由什麼所構成，以及要如何製造色彩與富有色彩的物品。這是人類最早出現的其中一個科學領域，如今也依然是我們最容易訴諸情感的領域。千年以來，哲學家、藝術家、科學家都不斷在爭論，形式（form，物體的形狀）與色彩究竟哪個重要。我個人的另類看法如下：這是假二分法。每個物體表面的所有色相（hue）與色調，都定義了我們的思維方式。這些色彩定義了我們生活的世界，我們希望能打造出來的世界。爭論點不在於是色彩還是形式，色彩就是形式，塑造出我們所處世界的樣貌。

一四九五到二○一五年間，針對色彩這個主題出版的書有三千兩百多本。這個總數的計算期間晚到不足納入希臘羅馬哲學家的著作，也沒有包含阿拉伯與中國的科學家與學者在西方世界通稱為中世紀時期所寫的書。因此，雖然三千兩百不是個小數目，卻遠低於實際數量。結果，我現在又寫了一本關於色彩的書。
簡單來說，本書大致上會來來回回談到色彩在物理與心智之間的發展。人會製造具有色彩的事物，以及能夠為人事物賦予色彩的材料，後者指的就是顏料、染料、油漆、化妝品等物品。接著，人會瞭解色彩的運作原理，以及物理、化學、神經科學方面的特...

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。

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...

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

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...