科学家终于完善了薛定谔百年前提出的色彩理论

由洛斯阿拉莫斯国家实验室科学家罗克萨娜·布贾克领衔的团队，运用几何学原理构建了一个关于颜色感知的数学模型，核心是严格定义人们日常所说的色相（hue）、饱和度（saturation）和明度（lightness）。该成果在可视化科学国际会议上发布，不仅形式化了物理学家薛定谔早年提出的色彩感知框架，更关键的是补上了其理论中悬而未决的百年难题：中性灰轴（即从纯黑到纯白的灰色过渡线）缺乏明确定义。此前，薛定谔虽用黎曼几何描述色彩空间，并据此定义三大色彩属性，却始终未给出中性灰轴的数学表达——而这恰恰是整个模型成立的前提。研究团队突破传统黎曼几何框架，仅依靠色彩距离度量本身的几何特性，首次严谨推导出中性灰轴，使色彩模型真正自洽完整。此外，他们还修正了两个长期存在的问题：一是贝佐尔德-勃鲁克效应（亮度变化导致色相错觉），通过采用色彩空间中的‘最短路径’（而非直线）建模来准确反映；二是感知增益递减现象（颜色差异越小，人眼越难分辨），引入非黎曼空间的最短路径加以刻画。这项工作深化了我们对人类如何感知颜色的理解，为摄影、影视、科学可视化、数据图像分析乃至国家安全领域的色彩技术提供更精准、更可靠的理论基础。相关研究已发表于《美国国家科学院院刊》（2022年），并获美国能源部下属洛斯阿拉莫斯实验室及国家核安全管理局先进模拟与计算项目资助。