Вторая работа Максвэлла распространяет найденные при опытах с цветной бумагой общие соотношения также и на однородные источники света. При этом Максвэлл нашел, что индивидуальные различия в восприятии цветов различной цветной бумаги бывают гораздо меньше, чем при восприятии однородных световых волн. Это весьма плодотворное наблюдение он глубже, однако, не развил.

Работа Гельмгольца послужила толчком к дальнейшим исследованиям в области изучения цветов. Это относится, главным образом, к вопросу о правильности и применимости трехцветной теории зрения. Исследования основывались на том предположении, что однородные лучи света суть не только физические, но и психофизические элементы цветов. Но уже тот основной факт, что можно получить одинаково выглядящие цвета из различных световых лучей (как, например, из каждой пары дополнительных цветов можно получить один и тот же белый цвет) доказывает, что те и другие элементы не одинаковы, ибо иначе не могло бы быть равенства с одной стороны при различии с другой. Этот факт лучше всего показывает, что разнообразие цветовых ощущений гораздо более ограничено, чем разнообразие световых лучей, и поэтому для цветовых ощущений нужно было бы искать совсем другие элементы, которые и при различном составе в отношении длины волн могли бы быть равными.

Тут необходимо, в первую очередь, возвратиться от физического анализа к психофизическому. Этим важным шагом мы и обязаны физиологу Эвальду Герингу. Его задачей было изучение цветов не спектра, а тех цветов, которые глаз воспринимает в ежедневном обиходе. Он расположил их не по длине волн, а только по непосредственным ощущениям сходства и противоположности. Таким образом, он пришел к заключению, что существуют четыре первичных цвета, а именно: желтый, красный, синий и зеленый. Эти цвета попарно являются противоположными, и поэтому он располагает их крестообразно:

Между этими четырьмя главными точками цветового круга, расположенными по отношению друг к другу под прямым углом, можно поместить непрерывными переходами все остальные цвета. Кроме этих двух пар хроматических цветов, есть еще одна пара, а именно, белый и черный цвета, которые так же полярны друг к другу, как и хроматические дополнительные цвета. Итак, существуют три пары основных или первичных (Urfarben) цветов, носящих противоположный характер.

До сих пор все обосновано чисто математически и свободно от гипотез. Геринг добавил к этому одну физиологическую предпосылку, – указав, правда, на ее гипотетичность, – что каждая пара ощущений соответствует увеличению или уменьшению особого вещества в сетчатой оболочке глаза. Ассимиляция и диссимиляция этих веществ является, таким образом, вещественной «соматической» предпосылкой цветовых ощущений.

Как и теперь нередко случается, значение главного шага вперед – в данном случае правильного расположения цветов – было отодвинуто на второй план гипотезой, и все дальнейшие научные построения базировались чаще на ней, чем на более существенном – порядке расположения цветов. Геринг показал, каким образом посредством прибавления белого и черного к любому чистому цвету можно получить все его производные, какие только могут быть восприняты нашим глазом. Этим производным можно дать ясное графическое изображение в виде треугольников, по углам которых будут находиться белый, черный и чистый цвета. Если мы составим такие треугольники для каждого чистого цвета, то получим все цвета, какие только могут нами ощущаться.

Другим важным шагом вперед мы также обязаны Герингу: он показал психофизическую обусловленность цвета. Следующий, введенный им опыт лучше всего это нам поясняет. На стол, поставленный у окна, кладут белый лист бумаги; над этой бумагой держат картон, у которого верхняя сторона – белая, а нижняя – черная, и который имеет отверстие – х сантиметров в диаметре. Если мы будем держать картон параллельно бумаге, то отверстие будет казаться тоже белым. Затем мы медленно поворачиваем картон к окну вокруг горизонтальной оси таким образом, что поверхность картона постепенно освещается все ярче. Отверстие при этом становится серым, затем темнеет и при известном положении может стать почти черным. При этом количество и качество света, которое от бумаги через отверстие попадает к нам в глаз, остается неизменным, но оно производит впечатление белого, серого и черного в зависимости от положения верхнего картона.

Понятно, что это явление обусловливается нашим восприятием освещения. Цвет отверстия в белом картоне мы воспринимаем совершенно бессознательно, так, как будто он принадлежит поверхности, находящейся в одной плоскости с нашим картоном. При параллельном положении бумаги и картона от отверстия исходит столько же света, сколько от верхней белой поверхности картона, и поэтому отверстие нам кажется белым. При поворачивании картона, когда он начинает отражать света больше, чем попадает его к нам в глаз через отверстие, там должна бы иметься уже серая поверхность, чтобы вызвать этот эффект в плоскости нашего картона. Чем больше разница здесь между двумя количествами отражаемого света, тем темнее должно быть отверстие, чтобы вызывать эту разницу. При соотношении количества света от верхней поверхности картона, выражающемся как 1:10, отверстие кажется черным.

То же самое явление, конечно, можно наблюдать и тогда, когда верхний картон с отверстием остается неподвижным, а поворачивается только нижняя бумага. Для ощущения совершенно равноценно меняют ли количество света окружающего (количество же света, исходящее из отверстия, остается постоянным) или, наоборот, меняют количество света, исходящего из отверстия, а количество окружающего света остается постоянным: мы всегда при этом имеем дело с отношением двух количеств света.

Если поставить над отверстием трубку того же диаметра, изнутри окрашенную в черный цвет, то все эти изменения исчезнут. Можно тогда как угодно поворачивать и верхний картон и нижнюю бумагу – в трубке мы увидим только белый цвет, который будет казаться то более светлым, то более темным, но никогда не будет казаться серым.

Таковы опыты Геринга. При объяснении описанных явлений он окончательно исключил участие психики в какой бы то ни было мере, и пытался истолковать их как физиологическое взаимодействие смежных частей сетчатки, зависящее от различных условий. Так как объективно об этих физиологических явлениях мы еще ничего не знаем, то этот путь объяснения нам не даст много нового, почему и надлежит вернуться лучше к соответствующим цветовым ощущениям. Отсюда вытекает учение о соотнесенных и несоотнесенных цветах. В свое время оно было предложено Герингу, но о нем и слушать не хотел, в силу вышеуказанной своей тенденции.

Анатомы уже давно заметили в сетчатой оболочке человеческого глаза два сорта концевых аппаратов, которые, по их предложению, были названы палочками и колбочками. Мысль о том, что анатомические различия должны обусловливать собою и различия функциональные, была высказана М. Шульце в 1866 г. Исследования глаз различных животных, а также исследование размещения палочек и колбочек в человеческом глазе (колбочки в центральной ямке, палочки в более боковых частях), привели его к заключению, что палочки различают только светлое и темное, колбочки же воспринимают хроматические (цветные) цвета.

Этой дальновидной мысли уделили первоначально так мало внимания, что даже сам Гельмгольц, который очень внимательно прорабатывал литературу по учению о цветах, не использовал этого взгляда в своих произведениях. Впоследствии это же учение было выдвинуто Крисом и Парино, и удачно защищалось ими от всяких возражений. В недавно изданном обзоре, Г. Мюллер приходит к выводу, что теория эта, при дополнении ее некоторыми дополнительными гипотезами, вполне отвечает наблюдаемым фактам.