ヤング・ヘルムホルツ理論

ヤング＝ヘルムホルツ理論（ 19世紀のトーマス・ヤングとヘルマン・フォン・ヘルムホルツの研究に基づく）は、三色色覚理論とも呼ばれ、視覚系が色の現象的経験を生み出す方法である三色 色覚の理論である。1802年、ヤングは、目の中に3種類の光受容体（現在は錐体細胞として知られている）が存在し、可視光の異なる波長に対してそれぞれ異なるが重複した反応を示すと仮定した。^[1]

ヘルマン・フォン・ヘルムホルツは1850年にこの理論をさらに発展させました。^[2] 3種類の錐体光受容体は、網膜に当たる光の波長に対する反応に応じて、短波長を好む（紫）、中波長を好む（緑）、長波長を好む（赤）に分類できるというものです。3種類の錐体によって検出された信号の相対的な強さは、脳によって目に見える色として解釈されます。

例えば、黄色の光は赤と緑の比率が異なり、青はほとんど含まれていないため、色相は3つの錐体細胞の混合によって決まります。例えば、赤に対する感度が強く、緑に対する感度が中程度で、青に対する感度が低いなどです。さらに、色の強度は脳への放電頻度に依存するため、色相を変えずに色の強度を変えることができます。青緑は明るくしても色相は変わりません。このシステムは完璧ではなく、黄色と赤緑の混合を区別することはできませんが、微妙な環境の変化を強力に検出できます。1857年、ジェームズ・クラーク・マクスウェルは、当時開発されたばかりの線型代数を使用して、ヤング・ヘルムホルツ理論の数学的証明を提示しました。^[3]

3つの異なる波長範囲（最も敏感なのは黄緑、シアン緑、青で、赤、緑、青ではない）に敏感な細胞の存在は、1956年にグンナー・スヴァエチンによって初めて示されました。^[4] 1983年には、ハーバート・ダートナル、ジェームズ・ボウメーカー、ジョン・モロンによる実験で人間の網膜でそれが検証され、単一の目の錐体細胞の顕微分光読み取りが行われました。^[5]この理論の以前の証拠は、生きている人間の網膜から反射された光と、死体から取り除かれた網膜細胞による光の吸収を観察することで得られていました。^[6]

ヤングは三色色覚理論の創始者とされることが多いが、ジョージ・パーマーによる色覚理論はヤングの理論とほぼ類似しているが、25年も前に発表されていた。パーマーは『色彩と視覚の理論』（1777年）^[7]と、その後の『光論』（1786年）^[8]の中で、網膜には赤、黄、青の光線を選択的に吸収する3種類の粒子があると主張している。これらの粒子の不均等な動きが色を、均等な動きが白を想起させる。しかし、パーマーは光そのものは赤、黄、青の3つの異なる光線のみで構成されているとも主張しており、これは光が連続した可視スペクトルであるという現代の理解（およびヤングの理解）とは異なる。