光的三基色是紅綠藍，為什麼紫光是單色光呢？

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按道理來說，紫光可以通過紅綠藍配對而成。

因為人眼的視網膜上有感受紅綠藍三種色光的圓錐細胞，從而只用紅綠藍三原色就可以還原出所有的顏色。注意，只是人主觀感覺的所有顏色。

。

某個波長的單色黃光，和紅綠光按適當比例混合成的黃光，人眼可能無法辨別，但是光譜卻完全不一樣。

題主的這個疑問看似簡單，其實包含了兩個問題，一個是「什麼是紫色」，一個是「同色異譜」

1. 什麼是紫色

題主說紫色可以用紅色和藍色的光線調配出來，我想大多數人腦海里想到的是這樣的：

甚至想當然的覺得，「單一波長的紫色」也是左邊這個樣子的，很多時候網上所謂的「光譜圖」也增加了誤解：

很多人以為這樣的圖片中，每一種顏色都是單一波長的「光譜色」。

其實這是完全錯誤的。

嚴格說來，真正的光譜色，也就是完全單一波長的光線的顏色，是沒辦法呈現在現在大家的屏幕上的。單純的光譜色純度太高，超出了屏幕所能表示的顏色範圍。在屏幕上只能近似表達，類似這樣的（關於如何在屏幕上模擬光譜，可以參見我的專欄文章《光譜渲染的幾個例子》：知乎專欄）：

看到 440nm 附近的顏色了嗎？光譜上單一波長的紫色，就是接近那樣的顏色，這是真正的紫色；而上面給大家錯誤印象的「紫色」，嚴格說來其實是「紫紅色」。實際上，英語單詞分別用 violet 和 purple 來區分這兩者。紫紅色不是由某種單一波長的光線產生的。換句話說，紫紅色一定是由多種顏色的光線混合得到的。

我在另一篇回答中《為什麼紅色和紫色波長相差最大，但看起來卻是相近的？ - 章佳傑的回答 - 知乎》提到，

只有在上圖曲線的最左下角那一小段純的光譜色才是「真正的紫色」，往上走就是藍色了。而直線段上的那些顏色，只是不同程度的「粉紅」或者「紫紅」而已。在上圖可以明顯看到，一般的顯示器，是無法包括「真正的紫色」的，充其量顯示出接近紫色的紫紅（由藍色和紅色混合而成）

所以第一個問題，題主很可能是把不同的紫色混為一談了。

2. 同色異譜

自然界的顏色千千萬萬，為什麼我們用三原色紅綠藍就能表達了呢？我在另一個回答中《為什麼顏色都用三維向量表示？ - 章佳傑的回答 - 知乎》，以及我的專欄文章《色彩空間基礎》中（知乎專欄），進行了簡單的解釋，因為人類有三種色視覺感受細胞，人類的色彩空間是一個維度是 3 的線性空間。

總之，大自然的這千千萬萬種顏色，在人類的眼裡看到，最後傳送到大腦里的信號，就只有這三種視錐細胞的電信號而已。根據這三種電信號的強弱，大腦解讀成了不同的顏色。這就是三原色理論的生物學依據。
不僅如此，人類眼睛對不同顏色光線混合的反應還是線性的。根據格拉斯曼定律（Grassmann"s Law），兩束不同顏色的光 $C_1$ 和 $C_2$ ，假設某個視錐細胞對他們的反應分別是 $r_1$ 和 $r_2$ ，現在將他們按照一個比例混合，得到第三種顏色 $C_3 = alpha C_1 + eta C_2$ ，那麼視錐細胞對這個混合顏色的反應也將是前兩個反應的線性疊加 $r_3 = alpha r_1 + eta r_2$ 。
格拉斯曼定律是一個實驗規律，並沒有物理或者生物學上的依據。然而這個規律大大簡化了我們對人類彩色視覺系統的建模，並且給我們使用線性代數理論分析人類彩色視覺系統提供了一個前提和基礎。
自然界本身是沒有「顏色」這個屬性的，只有對不同波長光線的反射率/透過率，到達人眼中的，顯然是一個連續的光譜分布函數。數學上，這是一個無窮維的函數空間（巴拿赫空間）。而人眼內的三種視錐細胞，它們的感光特性曲線相當於是在這個無窮維的函數空間中建立了三個基底。任何一個光譜分布進來，三種視錐細胞被激發。由於色視覺響應的線性性，這一過程相當於光譜分布函數與三個基底做內積，或者說，「投影」到這三個基底上。

既然人類的色視覺是對無窮維函數空間做了一個三維的投影，那麼在原始空間中不同的點，就可有可能投影到同一個點上來，這就是同色異譜。換句話說，從光譜能量分布的角度來看，兩種不同的「顏色」，兩種不同的光譜分布，在人類眼中看來可能是一樣的。

從這個角度來說，我上面對光譜的模擬圖像，就是一個同色異譜的例子。事實上，大家在屏幕里看到完整的花花世界精彩紛呈，全部都是同色異譜的真實運用。

所以第二個問題，題主沒有錯，看起來同樣的顏色，完全可以是由不同的混合方法得到的。

歡迎關注我的專欄：光怪陸離知乎專欄裡面我寫了幾篇文章對人類色彩視覺進行了歸納總結，希望能夠解決題主的疑惑。

你都知道三基色了……

簡單說，人眼只能識別三種顏色，所以我們可以用這三種顏色當作坐標軸；而所謂「看到」任何其它顏色的單色光，實質上都是「測量它們在三色坐標軸上的投影」。

解釋的更詳細點，就是：就好像一個物體，在遇到接近自己固有振動頻率的波時振動幅度最大、偏離自己固有振動頻率的波振幅較小一樣（如果你學過點電路，就知道這叫「帶通濾波器」），感知紅光的視錐細胞對「紅」對應的那個頻率的單色光最敏感（亮度100的紅光被識別為亮度為100的紅光）、對紫光則不太敏感（比如亮度100的某種紫光可能被識別為亮度為20的紅光）——用數學語言說，100單位的某種紫光在紅坐標軸上的投影是20單位。

類似的，這種紫光在綠、藍坐標軸上的投影可能分別為15、35單位；三個坐標綜合，就是一個（20， 15， 35）的顏色信號。

換句話說，為了得到RGB(20,15,35)的色光，我們可以想辦法找到一個特定頻率的單色光、並改變它的光強，使得它在紅、綠、藍三種錐細胞上的「投影」恰好是20、15、35；也可以混合紅綠藍三個光源，讓它們分別發出光強為20、15、35的光——兩者的效果，在人類的眼裡是一樣一樣的。

當然，既然可以抽象到向量……那麼我們用另外兩種單色光（相當於向量A和B）也能混合出第三種顏色C的——你可以試試粉色+橘黃色能混出什麼——就好像做了個向量加法一樣。

類似的，當然也可以選擇另外一些向量充當坐標軸，然後做個坐標變換……比如電腦上我們習慣用RGB色彩空間，但印刷業用CMYK……

抖個機靈哈~

Hence，類似於我們將樂器演奏出的聲音，通過傅里葉變換，分解成基音和一組泛音。人類的視覺神經也天生就具有「傅里葉變換」的功能！

光色三原色是因為人眼的三種感光視錐細胞決定的。如果我們是鳥，那麼會有四原色。如果我們是蝴蝶，那麼會有五原色。和光譜長什麼樣子沒關係。就像節能燈泡和LED燈是用的三基色熒光粉發光來混出白色來欺騙人眼的。

單色光指的是單一波長的光，如果一個複色光刺激視錐細胞的情況和某個單色光刺激的情況一樣。那麼就可以用這個複色光來假冒這個單色光。

紫色是個假色。所謂的紫色，其實是說的顏料紫色。是用的紅色和藍色染料混合得來的。顏料色和光原色不一樣。一個是靠吸收和反射來顯色。一個自己就是光源。

你可以用單色儀看看真正的光譜，反正我是發現藍色過去是紅色，沒看見那個所謂的紫色。

通篇大白話，不學術，歡迎指正！

題主可能有個誤會，要知道不論橙光、黃光、青光、紫光……太陽光用三稜鏡分出來的可見光譜裡面，隨便點個點都是單色光。

兩種以上單色光打在一塊讓你看見的，那都叫混色光。

然後人眼有種特性，叫色匹配，大致說的是：某些單色光混在一起，形成了一種混色光，但這混色光給人眼的視感，和另一種單色光一樣。

這也是顯示器的生物學原理，需要用到非線性光學來解釋（……嗯我能力不夠交給其他知友）

所以有單色的紫光，也有紅光和藍光混出的紫光，但前者原樣穿透三稜鏡，後者遇到三稜鏡就分解了；

某種光是不是單色光，和它的顏色沒關係，關鍵看它怕不怕三稜鏡。

——再回答另一個題主可能有的疑問——

三原色為什麼是紅綠藍（而且嚴格規定了是R 700.0nm，G 546.1nm，B 435.8nm）？

是，原色和國際單位制差不多，也是人為規定的。

人眼視錐（辨色）細胞分三種，分別對黃綠色、綠色和藍紫色的光最敏感，但是其中兩種敏感源的波長差距小，做原色不划算啊！

原色的實際用途是儘可能多地混出不同花樣的混色光，波長差距越大覆蓋的混色光色域就越大，所以就越好啊！

既要伺候好三種視錐細胞，又要廣撒網，紅綠藍的配置最划算啊！

RBG只是一個色彩模型而已，並不是光的本質。

人眼無法區分，所以被糊弄過去了。蜜蜂、熒光粉可糊弄不過去。說紫色發熒光的粉，就得用紫色，你拿紅藍就是激發不出。

並不是紅綠藍光比例混合後變成了紫光，而是人眼無法分辨這種混合光和紫光的區別。

提問略有問題，單色紫光才是單色光，比如激光發射器發色出來的（嚴格來說也不單，比如市面上一般賣的355nm的全固態紫外激光器，出來的光也不完全是355nm，還有附近波長的激光）。光學上說，波長成分越單一，單色性越好

紫光可由藍光與紅光合成，LED顯示屏沒有紫光LED，照樣可以顯示紫光。

先大致掃一下，我們知道，光從本質上來說，是電磁波，就和你收音機聽到的長波中波一樣，也和放射治療的X射線一樣。只不過長波中波波長太長，X射線波長太短，你都看不到。就像你聽不見次聲波超聲波一樣。

圖 780nm波長的電磁波給人的感覺是紅光，380nm波長給人感覺是藍紫光，那麼紅波長長，比紫波波長短的我們叫它紅外線和紫外線，這兩個我們人類就看不到了。

我們人眼能感受到最有所謂最有「顏色感」的波長，一般被認為是555nm的綠色光，（綠（577-492nm））。

然而題主的問題是，為啥這個波長最長的光和波長最短的光，都給了人紅色的感覺。

那就說正題，人的感光細胞其實分為視桿細胞和視錐細胞，視桿細胞是人類一種能感受弱光的細胞，而我們在白天活動的時候都是視錐細胞，視錐細胞這東西有三種不同的視錐色素，其實就是三種成分略微不同的一種物質，們可以通俗點認為是從可以感受一種「白光」也就是強光的物質里進化分化出來的。這三個細胞分別可以感知「黃綠」「綠」「藍紫」這三個顏色。我們可以認為，如果光的刺激很大，或者不同波長混雜，這三個種視錐細胞就會給大腦傳遞「白光」這個概念。

除了黃綠、綠、藍紫。其他波長（僅僅是下面色譜里的）的光色都是這三個視錐細胞調和的作用，注意，我們可以認為這個是視錐細胞的「調和」，並不是顏色的調和。

圖這個圖有不標準的地方，那個紫畫的有點太紫了.....實際上是藍紫色。

也就是說由波長不同帶來的，紅——過渡（黃）——綠——過渡（青）——靛藍—偏紅的藍（藍紫），這種東西組成的色彩認知，我們叫色相。其實感受弱光的視桿細胞里，本身就有一種叫做視紫紅質的玩意，可以說紫紅這種顏色，本身就是人對於弱光的一種固有的反應。

所以換句話說，本身紅色就是長波刺激人眼時，黃綠和藍紫共同作用的結果，換句話說，也就是這兩種顏色中的黃、洋紅顯現了出來呈現了大紅色，如果理解不了也不要緊，我們可以看下文。

不過順便說下，光的成分越單一，不和別的混在一起，純度就越高。而棕色，藕荷色，這些無非是顏料混合的結果，單純波長的光，只有以上那個圓盤（色譜）里的幾個顏色。

而所有的顏色混合在一起，無非就是「無顏色」，人眼最基本能感覺的光，就是「白」，沒有光，就是黑。我們所看見的黑白灰，都是「無顏色」，那剩下的就是「明度大小」造成的白光和暗光了。

不過學過物理的都知道，如果按照光子理論，波長越短，能量越大。就像波長極短的γ射線可以作為手術刀。——也就是說按理說波長很短的藍紫光，應該給人的感覺很亮啊？

不過事實並不是這樣，這兩個光給人的感覺恰恰是很暗。所以事實是，自然界很多但凡自主發光地方（太陽，火焰），發射出的長波長光更多，變成了混合的暖白光。而單一的藍紫光往往出現在反射物（綠葉，藍天）上，所以能量很弱。

久而久之造成了，人類進化為在高明度時對紅黃光感知很強，在低明度對藍紫光感知很強。這也就造成了冷暖光，實際上紅光也不暖，藍光也不冷。所以就算你波長很短，架不住自己太弱。——就像博爾特瘸了腿，中國男足都跑不過。不過如果一個藍色光的能量很大或者說振幅、光子數很大呢，那麼其實這種藍紫色就給視錐細胞多重的刺激產生白光感。所以說我們所認為的波長和顏色的調和，其實並不是我們所看到的顏料調和那麼機械。換句話說，紫色這種高頻光，只有在明度很低的狀態下，才會給視錐細胞造成最有「顏色」的感覺，而雖然是單一波長的光，但是刺激的視錐細胞可不是一個。

其實說到這裡大家可能也有點明白了，但是實際上不僅僅是紫色光，就算是光色三原色，本身就是你中有我我中有你，三種視錐細胞本身就是同出而異門的東西。

紅和綠里都有「黃（檸檬黃）」的成分。
綠和藍里都有「青」的成分。
藍和紅里都有「洋紅」的成分。

圖光色三原色紅綠藍配比中間的間色就是洋紅青黃（檸檬黃）

也就是說本來色譜是，紅，橙，黃，綠，青，藍，紫的色相。但是實際上我們通過光色調和，可以用紅綠配合出——黃，綠藍配合出——青，也就是說並不用其他的波長，只需要紅綠藍，就可以「騙」過人眼出現許多的顏色，但是就像前面說的色彩調和並不是真正的改變了光的波長，和人眼內部的視錐細胞調和不同，只不過是通過顏色的調和讓人有了波長不同帶給人視錐細胞調和相同的感受而已。

那麼黃、青、洋紅就是純顏色么，那肯定也不是，光色配合越多，明度越高，純度也就越低，那麼——黃，青，洋紅這三個顏色，本身就有了一定的「白」的成分，也就是明度偏高的顏色，也就是說這世界上是不存在什麼單一顏色的。不過這三種顏色卻可以通過減色效應來調配顏料（顏料和顯示器不同，屬於反射光），這也是俗稱的，顏料三原色。

（也就是說尤其是我們平時書里看見的如上圖所謂色譜，他們的能量基準是不一樣的。因為我們人類自己的原因，如果色譜保持在一個明度，你是沒法同時看見七個顏色最純的樣子的，藍紫色會偏白，黃綠色會偏黑。）

所以我們反過來再看，其實用靛藍和大紅「激蕩」出來的——洋紅，雖然是顏料的三原色，但卻並不是任何波長能發出來的光，而可以看成是紅和藍所擁有的的一種共同的「暗色成分」，那麼這玩意同時出現在紅和紫裡面，也就不奇怪了。而自然界的洋紅其實也是很少的，就算青也不是很多，所以一般在畫油畫的時候，我們一般都把大紅、檸檬黃、湖藍當成三原色，而很少使用這種看起來滲人的玩意，不過觀察下印表機就會發現，那個裡面還用的是這個。

圖顏料三原色，三個的交叉點正好是紅綠藍。

也就是說所有的顏色，都是從——黑白，這個原點出發，紅綠藍你中有我，我中有你，共同的譜寫三千世界的。那麼無論是色相環或者是本身固有的光強，其實所有都存在一個輪迴，空即是色色即是空嘛。

不過其實如果你是個喜歡畫畫的，懂這些也未必有啥用，我記得我當年痴迷於油畫的時候和一朋友討論這個，直接被說為沒有藝術家的慧根，遂放棄。

以上。

那啥光譜圖上沒紫色啊......

學了基本的波動光學知識你就明白了。

不同顏色的光本質是不同波長（頻率）的電磁波。

你所謂的紫光，並不是什麼單色光，嚴格意義上的單身光是不存在的。實際的光源，即使激光，也是有一定頻譜寬度的。

因為在400-430nm波段，紅色視椎細胞的興奮度比綠色視椎細胞多了一丟丟，而這個波段的藍色視椎細胞興奮度比較大，所以在這附近的單色光會被看成紫色

補張圖：

粗略的說，每一種光都有單色光，比如單色紅光，單色橙光，單色黃光……單色紫光。如果把兩種單色光混合起來，會變成另一種顏色的光，比如單色紅光和單色藍光混合後，看起來就是紫光，和單色紫光效果相同。這種紫光叫複色光，和單色紫光不是一回事，但是人眼看起來沒有區別。這種複色紫光經過三稜鏡會變成一束紅光和一束藍光，而單色紫光經過三稜鏡後還是一束紫光。

不僅是紫光，任何顏色的光都可以通過紅、綠、藍這三種單色光通過不同比例合成，合成的是複色光，和同種顏色的單色光不是一回事。比如黃光，一束單色黃光經過三稜鏡還是一束黃光，而一束複色黃光經過三稜鏡卻會分解成一束綠光和一束藍光。但是人眼是無法區分這兩種黃光的。

題主可能要分清楚兩個概念，紫色只是人看到的顏色，並不代表任何物理含義；而紫光（按照你的理解）是一種單色光（波長440nm附近純色光）。

某種顏色的光線作用於3種視錐細胞通過混色，人大腦就產生某一顏色的感覺。比如256級的RGB色彩總共能組合出約1678萬種色彩，即256×256×256=16777216。通常也被簡稱為1600萬色或千萬色。也稱為24位色(2的24次方)。所以在這種顏色系統下，你肉眼認為同一種的紫色的可能組合方式就不止幾百種。

總結：簡單來說紫色並不是紫光發出的光被人眼看到的結果，而是一種合成的色彩，組合可能有成百上千種；而紫光是波長非常純凈的光。

首先，三基色是對人眼的顏色感知而言的，離開了人眼談三基色毫無意義。三基色的意思是，不論你給一種什麼樣的單色光（須肉眼可見），我用紅黃藍這三種基色光都能合成一個讓你看起來跟前面那個單色光的顏色一樣的光。讀到這裡你可能意識到了，三基色就是利用了人眼分辨弱的特點欺騙眼睛。你想啊，太陽光在可見光頻段的光強是連續分布的對吧，而人眼看起來也就一個顏色，即白色。所以人眼是很好騙的。

回到你的問題，人看到的紫光，既有可能是單色光，也有可能是不同顏色（即不同頻率）的單色光混成的。所以你問的這個矛盾並不存在。我用紅黃藍可以合成紫光，我用三稜鏡也可以從太陽光里分離出紫光，這兩種紫光是不一樣的。

類似於洗澡時的溫水是由熱水和冷水混合出來的也就是基溫度只有兩個(冷熱)，它們可以混合出譬如35℃的溫水的觸覺感受。同時，也確實有一些溫水不是混合出來的它就是單純的35℃。

紅綠藍三基色這說法不嚴謹。

首先給出一個可見光波段的光譜就能在色坐標上標出顏色位置，就是所謂人眼看出的顏色（不是色盲的話），但是給出一個色坐標是不能反推出它光譜是什麼樣的。

紅綠藍三基色的說法，普遍指的是光譜里長波的紅光（700nm左右），中波的綠光（550nm左右）和短波的藍紫光（400nm左右）。大概說來就是給你這三個發光峰的光，按一定強度比例混合就能產生白光的效果。

但其實想混合出白光的話也可以只用兩種光，橙光和藍光，橙光就是波長介於紅光和綠光之間，也可以認為是先紅綠混合再跟藍光混合。

也就是說，簡單的理解就是如果你想合成出某一個波長的光，那要麼你用這種光源直接發光，要麼用若干較長和較短波長的光合在一起。

說了這麼多我只想說，三基色的說法大概就是針對中學以下物理水平的顏色理論，不過我不是黑畫畫和設計的，畢竟他們知道怎麼調色就夠了。

前面還有很多回答說的很明白，包括視覺細胞的原理，我只是針對光本身發表一些看法。