Размышления Гёте о контрастных, взаимодополняющих и переходящих один в другой цветах получили научное обоснование в трудах французского химика Мишеля Эжена Шеврёля. В 1824 году ему было поручено возродить парижскую мануфактуру Гобеленов. Покупатели жаловались, что цвета изделий слишком тусклые и серые. Изучив использовавшиеся красители и убедившись, что они такие же яркие, как и у других производителей, Шеврёль пришел к выводу, что проблема не химического, а оптического свойства: кажущаяся тусклость была вызвана тем, как цвета взаимодействовали друг с другом. Шеврёль сформулировал теорию одновременного цветового контраста и описал ее в книге «О законе одновременного контраста цветов» (1839), где проанализировал, каким образом на интенсивность цвета влияют соседние с ним цвета. Объединив все цвета видимого спектра в круг, Шеврёль показал, что взаимодополняющие цвета — они занимают противоположные положения на цветовом круге — дают в сочетании друг с другом больший визуальный эффект.
Иллюстрация из книги Мишеля Эжена Шеврёля «О законе одновременного контраста цветов»
Для художников XIX века книга Шеврёля стала самым распространенным и авторитетным руководством по применению цвета. Эжен Делакруа настолько проникся работой Шеврёля, что заявил: «Дайте мне грязь, и я сотворю вам кожу Венеры, если вы разрешите мне избрать то окружение, которое я пожелаю»[3]. Импрессионисты признавали, что, нанося на холст мазки чистого цвета и позволяя глазу зрителя оптически комбинировать их, можно сделать свет и цвет ярче. Один из цветовых эффектов Шеврёля, использование множества монохроматических точек, вдохновил Жоржа Сёра и Поля Синьяка на создание течения пуантилизм. Абстрактные цвета, которые применяли художники-орфисты, в частности Робер и Соня Делоне и Франтишек Купка, тоже берут начало в основополагающем труде Шеврёля.
Как мы видим цвет? Через зрительный нерв мозг получает сигналы от двух типов фоторецепторов на задней стороне сетчатки — палочек и колбочек. Палочки дают нам возможность видеть при тусклом свете, а колбочки позволяют различать цвета при ярком свете. В самом начале XIX века английский ученый Томас Юнг предположил, что клетки колбочек чувствительны к трем длинам волн излучения: красного, зеленого и сине-фиолетового цветов. Теорию Юнга развил немецкий физик Герман Гельмгольц, утверждавший, что каждая колбочка воспринимает свет одной из этих волн, а относительная интенсивность волн интерпретируется мозгом как цвет. Большинство из нас — трихроматы, потому что у нас есть три типа колбочек, каждый из которых способен видеть сто оттенков, а максимальное число цветовых комбинаций, которые может увидеть наш мозг, составляет один миллион. Однако среди нас встречаются и тетрахроматы; о том, сколько таких людей, ведутся жаркие споры. Тетрахроматы (чаще всего это женщины) обладают четырьмя типами колбочек, поэтому различают до ста миллионов оттенков.
Иллюстрация из книги Томаса Юнга «Лекции по натуральной философии и механическому искусству» (опубликована в 1807 году), демонстрирующая его понимание анатомии глаза и волновой теории света
Каждый двенадцатый мужчина европеоидной расы является дейтеранопом, то есть не различает зеленый и красный цвета. Подобная аномалия наблюдается также у каждого двадцатого мужчины-азиата, у каждого двадцать пятого мужчины-негроида и у каждой двухсотой женщины. Гораздо реже встречается неспособность различить синий и желтый или синий и черный цвета. Дальтонизм — это наследственная особенность, переносимая X-хромосомой, которая у женщин обычно компенсируется второй X-хромосомой.
В исследовании, проведенном в 2006 году биологами из Кембриджского университета и Университета Ньюкасла, проверялась гипотеза о том, что у людей, не способных отличить красный цвет от зеленого, работает иной тип фоторецептора, более чувствительный к другим оттенкам. Участников эксперимента просили оценить сходство пятнадцати кругов, нарисованных в оттенках хаки. Люди с обычным цветовосприятием испытывали трудности, а вот дейтеранопы легко различали оттенки. Это позволило ученым сделать вывод, что дейтеранопы могут видеть другую область цвета.