A látásunk alapvetően monokróm, vagyis egyszínű, tehát feketéből és annak egyre fehérebb árnyalataiból sok mindent – formát, méreteket, mozgást, stb. – felismerünk. A művészek gyakran nem kényszerből, hanem szándékosan csak e két színnel alkotnak.

A fekete-fehér kép információ gazdagságának oka, hogy e két szín kontrasztja a legnagyobb. Nem ennyire elterjedt már, de vannak más egyszínű, árnyalatos képek is.

A színek azonban nemcsak teljesebbé, felismerhetőbbé, hanem átélhetőbbé is teszik a látványt.

Megdöbbentő lehet, de a színeket már kb. 35 ezer évvel ezelőtt is használták az őseink, pl. az Altamira barlangban.

Az ókorban a tudományok még nem, vagy csak kivételesen váltak el egymástól, így leginkább a filozófusok foglalkoztak a színekkel – mint minden más természeti és társadalmi jelenséggel is (filozófia = a bölcsesség szeretete).

A görögök világképében központi helyet foglalt el az égbolt örök változatlansága. A Földön a dolgok létrejönnek és elpusztulnak, az égen azonban minden végleges és tökéletes. A Földön minden négy elemből áll (tűz, víz, levegő, föld), az égi objektumok, és maga az ég is egy ötödikből, az éterből. A csillagok (a Földhöz képest) örökké változatlan körpályán „keringenek”. Hét olyan objektum van, amelyek mozgása eltér a csillagokétól, ugyanis a csillagháttér előtt elmozdulnak: az akkor ismert öt bolygó, plusz a Hold és a Nap. Ezeket rögzítettnek képzelték a Földet körülvevő hét forgó gömbhéjhoz, a szférákhoz. A szférák láthatatlanok, illetve teljesen átlátszóak. A csillagok a hetedik objektumon, a Szaturnuszon túli legkülső, átlátszatlan szférához vannak rögzítve.

A görög filozófusok színmagyarázatában közös vonás, hogy a színek a fehér és a fekete, a világosság és a sötétség ellentétéből „bomlanak ki”. Így a fehéret és a feketét végpontnak tekintve próbálták meg a színek helyét megtalálni. Nagyon fontos azonban, hogy az ógörög szavak jelentését nem szabad szó szerint értelmeznünk. A fehér egyaránt jelentett világosságot, fényeset, telítettet, izzót, átlátszót, fémeset, tükrözőt vagy simát, míg a fekete sötétet, árnyékosat, sötétséget, fakót, átlátszatlant vagy nyerset.

Pitagorasz a színek sorrendjét abból származtatta, hogy a Holddal kezdődő szférák alatt, a Földtől a Holdig tart a tökéletlenhez hozzárendelt feketeség, a legkülső, tökéletes szférának pedig a fehérség felel meg. Ezen belül az egyes szférákhoz tartozó „fő” színek megfelelnek a szférák harmóniájának, amit egyébként a zenei harmóniákra is érvényesnek tartottak.

Platón és tanítványa, Arisztotelész foglalkozott behatóan a színekkel. Mindketten részletesen értekeztek a színkeverés rejtelmeiről és a színek sorrendjéről. Platón a Dialógus című művében az ízek, szagok és hangok után, a mű harmincadik fejezetében így ír a színekről: „Hátra van még az érzékleteknek egy negyedik faja, amely nagyszámú változatokat foglal magába, s ezeket meg kell különböztetni. Mindezeket színeknek hívjuk: lángok ezek, melyek az egyes testekből áradnak, és részecskéik kellő arányban vannak a látósugár részecskéivel, úgyhogy észrevehetők. Így kell őket elnevezni: ami a látósugarat szétválasztja, az fehér, ami egyesíti, az a fekete.”

 A fejtegetés hosszasan folytatódik a színek keverésével, miközben a szemből kilépő „látósugarat” feltételez. Ám a színkeverés törvényszerűségeire nem kapunk helyes választ. A kor ismereteinek szintjén lehetetlen volt megoldani a színkeverés problematikáját.

Arisztotelész is a „fehér” és a „fekete” színeket tekintette alapnak.

A színek így követik egymást: fehér, sárga, vörös, ibolya, zöld, kék, fekete. Ez az Arisztotelész-féle lineáris színskála vagy lineáris színdiagram.

A négy „elemi” szín, a sárga, a vörös, a kék és a zöld (továbbá a bíbor) mind megtalálható a fehér és a fekete között, arra viszont csak spekulatív választ kapunk, hogy ezek hogyan, és miért ilyen sorrendben jönnek létre a fehérből és a feketéből. Arisztotelész természetesen úgy vélte, hogy a fény és a színek, mint mennyei sugarak, isteni eredetűek. Arisztotelésznek ugyanakkor voltak ma is érvényes felismerései: pl. a fehér gyapjúra festett ibolya másmilyennek látszik, mint a fekete gyapjúra festett (színkontraszt), vagy egy hímzés színei másképpen mutatnak nappali fényben, mint gyertyafény mellett (amíg a színi adaptáció el nem tünteti az eltérést).

A reneszánsztól kezdve – főleg a festőművészet, később a színes nyomtatás igényeit kielégítendő – egyre közelebb kerültünk a megfigyelésen és tapasztaláson alapuló „tudományosabb” megközelítéshez. Leonardo da Vinci elsőként különböztette meg a „szubjektív minőséget” (a színérzetet) az „objektív minőségtől” (a színingertől), szakítva Arisztotelész színfelfogásával.

A négy elemi színnek megfelelő négy őselemet, és a módosított lineáris színskálát azonban nála is megtaláljuk. Az általa „alapszínnek” tartott színek: fehér, sárga (föld), zöld (víz), kék (levegő), vörös (tűz) és fekete.

A Leonardo utáni másfél században többen próbálkoztak a színsorrendet tisztázó ún. „multilineáris” (kétdimenziós) színrendező rendszerrel, szakítva az arisztotelészi lineáris skálával. Közéjük tartozott Sigfridus Aronus Forsius.

Az ő rendszerének vázlata és részletei 1611-ből valók, amelyeken a fehér és a fekete közötti egyenesen a szürkék találhatók, és a négy elemi szín más-más „úton” jut el fehérből a feketébe.

François d’Aguilon belga matematikus és fizikus színrendező rendszere egyesítette a lineáris, a multilineáris és – a zöld kiemelésével a lineáris sorból – a trikromatikus színskálát. Alul a zöldet látjuk, mint a sárga és a kék keverékét, a sárga és a vörös a narancsot, a vörös és a kék a bíbort adja. A sárga, vörös és kék „alapszíneknek” a festészetben kitüntetett szerepe van.

Opticorum libri sex (Optika hat fejezetben) címmel D’Aguilon könyvet is megjelentetett a nézeteiről, Rubens gyönyörű metszeteivel illusztrálva.

Rubens nagy híve volt D’Aguilon színelméletének, és pl. Angyali üdvözlet c. festményén Mária megfestéséhez a három „elsődleges” vagy „nemes” színt, Gábriel arkangyalhoz pedig a „másodlagos” (narancs, bíbor és zöld) színeket használta.

A színek mai értelemben vett tudományos vizsgálatának kezdőpontját Isaac Newton színelméletéhez kötik.

A tudós az elméletét 1660-as években kezdte kidolgozni, és az 1704. évi első kiadásban megjelent Opticks című művében foglalta össze. Az alábbi fotón egy későbbi kiadás címlapját láthatod.

A könyvben Newton a színtanát a fénytan egészébe ágyazva fejti ki, megfigyeléseire és kísérleteire alapozva, s ami lényeges, elsődlegesen fizikai alapokon.

A köztudatban élő történettel szemben nem Newton jött rá arra, hogy az üvegprizma színes sugarakra bontja a napfényt („fehér” fényt) – ezt már korábban többen megfigyelték –, de arra igen, hogy a prizmával felbontott fehér fény összetevőiből (spektrumából) kiválasztott egyetlen színes „homogén” fénysugarat egy keskeny résen átengedve, az egy második prizmával nem bontható tovább. Az egyszer felbontott fehér fény színes sugarai megőrzik színezetüket. Azóta kiderült, hogy ez nem teljesen igaz. Na jó, egyáltalán nem igaz. Egy folytonos spektrum mégoly keskeny sávja is valójában különböző hullámhosszúságú összetevőből áll, csak ezeket a látásunk már nem tudja elkülöníteni. Tehát ez a felismerés akkor volna fizikailag is igaz, ha tudnánk olyan optikai szűrőt készíteni, amelyik csakis egyetlen frekvencián eresztene át, a többin végtelen meredekséggel zárna, de ilyet nem lehet előállítani. Viszont igazságtalanok lennénk Newtonnal szemben, hiszen valószínűleg még a sok évszázaddal később muzsikáló Pink Floyd nagylemezének legendás borítóját tervező művész sem volt tisztában ezzel.

Kísérletei alapján Newton hét spektrális színt különített el (vörös, narancs, sárga, zöld, kék, indigó és ibolya), ezek tehát szerinte a színek teljes sorozatát alkotják. E színeket egy körön elrendezve kapjuk a Newton-féle színkört.

A következő rajzon egy későbbi változat, Claude Boutet francia festő 1708-ból származó színköre látható, amely Newton rendszerén alapul. A színkörbeli sorrendet a spektrumban való színsorrend határozza meg, valamint az, hogy a spektrum két végének színei (vörös és ibolya) jobban hasonlítanak egymásra, mint a spektrum közepén található színekre (elsősorban a zöldre, sárgára, illetve kékre).

A Newton-féle színkör segítségével a színkeverés jelenségei meglehetősen jól értelmezhetőek, bár nem tökéletesen, s ezért a színkörnek később továbbfejlesztett változatai is születtek.

A hetes szám a bűvös számok közé tartozik, Valentyin Petrovics Katajev (Валентин Петрович Катаев) szovjet író kedves mesét is írt Hétszínvirág címmel. Ebben a mesében a színek sorrendjének nincs fizikai jelentősége, még lélektanilag sem szimbolizálnak semmit, talán az utolsó szín, az égszínkék kivételével.

A prizma nem módosítja a napfényt (mint addig sokan hitték), hanem csak szétválasztja, és láthatóvá teszi a fehér fényben már meglévő színes fénysugarak skáláját (a napfény spektrumát). Ezek egyesítésével a fehér fény újra előállítható, azaz a napfény „fehér” fénye a spektrum összes színéből álló összetett fény.

Newton azonban ebből a tényből levonta azt a téves következtetést is, hogy a fehér fény előállításához az összes spektrumszínre, illetve az általa megnevezett hét alapszínre van szükség. Ezt a holland Christiaan Huygens, a kor második legnagyobb fizikusa hamarosan kísérletileg cáfolta meg.

Pusztán két szín (két színes fény, nevezetesen kék és sárga) adott arányú keverésével létre tudta hozni a fehér fényt. Mai kifejezéssel a kék és a sárga komplementer, azaz kiegészítő színek a fények keverésekor. Későbbi felismerés, hogy bármely színes fénynek van komplementere, amellyel a fehér fény előállítható, így csupán két színes fény meghatározott arányú keverésével is kikeverhető a fehér fény. Newton ezzel haláláig nem értett egyet, végül csak annyit volt hajlandó elismerni, hogy a fehér fény „kisszámú összetevőből is kikeverhető”, ami szerinte konkrétan négy- vagy ötféle színt jelentett (vörös, sárga, zöld, kék és ibolya).

 Newton briliáns felismerése volt, hogy bár a középpontot (O = fehér) a kör kerületével összekötő egy-egy szakasz mentén a színezet (hue) ugyanaz marad, de a telítettség (saturation, Newton szóhasználatában „fulness” vagy „intenseness”) az O ponttól való távolságtól függően változik. A hét szín meghatározott arányú keverésével bármely belső szín előállítható (azóta tudjuk, hogy nem mindegyik), és egy ilyen keverék valamely spektrumszíntől csak a telítettségében fog különbözni, a színezetében nem. Ennek a felismerésnek a jelentőségét nem lehet túlértékelni: mindig lehet olyan keverékszínt találni, amelynek színezete azonos egy spektrumszín színezetével. Amiben különböznek, az a telítettségük. Nyilvánvalóvá vált, hogy a színezet és a telítettség a színek önálló dimenziói. Ha ehhez hozzávesszük a színek világosságát, már csak egy kis lépés a háromdimenziós színfogalom megjelenése.

Newton tudatában volt annak, hogy a hét „elsődleges” alapszín pontos helyének megválasztása önkényes és esetleges. A köztes „másodlagos”, „harmadlagos” stb. színek figyelembevételével húsz, harminc vagy akármennyi „alapszín” megadható lenne. Ezek láthatósága attól függ, hogy milyen közelről szemléljük a spektrumot. A másik gond, hogy a bíbor színek – amelyek ugyan nem spektrumszínek, de a két szélső spektrumszín, a vörös és az ibolya keverékei, és a zárt színdiagram folytonosságához szükségesek – nincsenek rajta a színkörön.

A kezdettől fogva kulcsfontosságú színkeverés kérdéseire Newton színelmélete csak részben adott választ. Kísérleteiben fényeket kevert, és helyesen azt állította, hogy a festékekről, színezékekről külön-külön visszavert fények keverése ugyanazokat az elveket követi, mint a napfény összetevőinek keverése. Csakhogy ez nem ad választ arra a kérdésre, hogy milyen színű lesz a festékek keveréke. Lényegében tehát nem különböztette meg az összeadó (additív) és a kivonó (szubtraktív) színkeverést, ill. nem adott kielégítő magyarázatot az utóbbira.

Newton a színes fénysugarakat, kora szemléletével összhangban, az “éter” rezgése nyomán keletkező részecskékből álló sugaraknak tekintette (szemben Huygens hullámelméletével), amelyek rezgésbe hozzák a szem fényérzékelő receptorait. Mi már Einstein óta tudjuk, hogy fény hullám is, meg részecske is. Ugyanakkor a korszellemet és fizikusi mivoltát meghaladó zseniális felismerésnek mondhatjuk, hogy a színeket lényegüket illetően érzeteknek, illetve észleleteknek tekintette. A spektrum sugarai csak hullámhosszukban különböznek; a szemünk és az agyunk adja hozzá a színeket. Ugyanakkor Newton tévedései – a tekintélytisztelettel felerősítve – a későbbiekben sok félreértésre adtak okot, és késleltették azoknak a megfigyeléseknek a helyes magyarázatát, amelyek éppen a színek nem fizikai természetéből, azaz a színérzékelés sajátosságaiból fakadnak.

Newtont követően a 18. században egyre több bizonyíték halmozódott fel arra vonatkozóan, hogy három megfelelően választott alapszínből valamennyi szín kikeverhető. E felfedezés akkoriban komoly ellentmondásban látszott állni a Newton által feltételezett hét spektrális alapszínnel, és felvetődött a kérdés, hogy Newton elgondolásával szemben nem csak három, fizikailag különböző alaptípusa van-e a fénynek. E vita abból eredt, hogy a tudósok fogalomtárából egészen a 18. századig hiányzott a szelektíven hangolt érzékelő (receptor) elgondolása, s emiatt tévesen azt tételezték föl, hogy a színkeverés háromszín-jellege a külvilág fizikai törvényszerűségeiből fakadt.

Thomas Young angol orvos és fizikus a 19. század elején azt feltételezte, hogy három alapvető színérzéklet létezik – piros, zöld és ibolyaszín –, s ezek az érzékletek lényegében az idegrendszer elkülönült elemeinek, „rostjainak” felelnek meg. A köztes színek több mint egy érzékelő rendszert aktiválnak, különböző mértékben. Young azt is felismerte, hogy az érzékelő rendszerek ilyen kevert aktivációja is kialakíthat bennünk egy egyszerű érzékletet: például a zöld és az ibolyaszín rendszereinek együttes működése a tiszta kék érzékletét válthatja ki bennünk.

Ezenkívül Young felismerte a színállandóság létezését, ami azt fejezi ki, hogy a tárgyak színét állandónak látjuk akkor is, ha más hullámhosszú fény is éri őket. Továbbá arra is rájött a pasi, hogy színészleleteink nemcsak a receptorok aktivációs szintjétől függenek a retina adott pontján, hanem a környező felületek színétől is (szimultán kontraszt).

A 21. században egyes tudósok, pl. Dr. J. C. David Briggs, azt állítják, hogy a háromszín elmélet téves.

Szerintük az agyunk négy színnel dolgozik.