在結束肮髒的沾汙問題的討論之後，現在把聚光燈打到舞台的另一個角落，這兒是雲蒸霞蔚的彩色世界，光和彩色為我們營造著文明的氛圍。然而文物保護工作者往往要帶著凝重的優患意識走近看台，越過誘人的光幕，透視物體顏色的未來，在量子水平上考察每一種博物館藏品的退色或色變的過程。力求在科學的前沿陣地上。尋找到有效的駐顏術，使藏品的絢麗色彩能夠青春常在。為此，我們需要先來了解一下物質的呈色理論。
物質的呈色問題是一個複雜的問題，這不得不涉及諸多學科領域的內容。盡管顏色對我們每個人來說都不陌生，但剖析它的理論卻非常深邃。
顏色裝綴了地球、宇宙，賦予大自然以美的靈魂。顏色給我們人類以無限的生機與歡樂，它牽動著人的心弦，左右著人的感情，影響著人的意誌。我們愛美天性的強烈，使之對顏色有著無止境的追求。這種追求既是審美的需要，也是生理的需要，人類的曆史實際上就是探求顏色奧秘和運用色彩的曆史。無怪乎許多最偉大的科學家如牛頓、愛因斯坦、亞裏士多德等人都在探索光和顏色奧秘的科學領域留下了深深的足跡。
當我們看到一個物體時，首先產生的最醒目的感覺，就是這個物體是什麼顏色，進而才去感知物體的其它特征。絕大多數物體都有顏色，各種不同顏色的物體共同組成了五彩繽紛的大千世界。麵對這個令人眼花繚亂的彩色世界，人們不僅要問：物質為什麼會有不同的顏色？顏色是怎樣產生的？
顏色是可見光在人眼視覺上引起的色彩。太陽，太陽，給我們帶來七色光彩，這首兒歌正確地告訴我們，顏色來自陽光，沒有光也就沒有顏色，顏色本身就是光，它向人們傳達重要的視覺信息。因此研究和認識顏色必須從光人手。
顏色科學作為一門綜合性科學經曆了漫長的發展曆史，到了本世紀初才逐漸成熟起來。它建立在髙尖端科學發展的基礎之上。顏色科學涉及光學、化學、色彩學、醫療色彩學、色彩心理學、色彩美學等多學科領域。對生物學、地質學、礦物學及多種重要技術部門的發展起著很大的推動作用，而且它還是保藏學的理論支柱。
第一節預備知識
有關光的學說
一、牛頓的粒子學說
牛頓是光學的偉大奠基者，因此也是顏色科學的創始人。牛頓的《光學》一書發表於1704年，在這之前，從未有過係統的光學理論和顏色理論。
牛頓認為：光是從光源發出的粒子的流動。這些粒子作用於眼睛而產生色感覺。這就是所謂的光的粒子說。用這一學說可以很好地解釋光的直線傳播、折射、反射等光學現象。但這一學說與當時發展起的波動學看起來似乎大相徑庭，這主要是因為它不能解釋光的衍射、幹涉和偏光等物理現象。
二、惠更斯的波動說
與牛頓的粒子學說不同，惠更斯認為，光是以波的形式進行振動傳播的，光是一種機械波。用這一理論來解釋光的幹涉、衍射和偏光等物理現象時顯得十分得心應手。
但波動說還存在以下問題。光純粹是一種振動方向與前進方向垂直的橫波，橫波是固體內部所產生的強性波。因此，必須在充滿強彈性體的媒質中傳播，而實際上光可以在真空中傳播。於是人們就假定真空中充滿叫乙太的強彈性體媒質，不妨礙宇宙空間的運動，同時沒有摩擦，它又必須是固體，這顯然與實際是非常矛盾的。
三、麥克斯威爾的電磁波理論
1865年，天才的英國物理學家麥克斯威爾，預言了電磁波的存在和電磁波以光速傳播，斷定光就是一種電磁波，它們在傳播過程中的速度、反射、折射、幹涉和衍射現象都有相同規律。他指出：光現象實質上是一種電磁現象，光波是一種波長很短的電磁波。電磁波是一種特殊形式的物質，所以光也是一種特殊形式的物質。
德國物理學家赫茲和俄國物理學家列別捷夫，都用實驗證明了上述理論的正確性。
盡管麥克斯威爾的電磁波理論可以很好地解釋光的反射、折射、衍射、幹涉及偏光等物理現象，但這一理論卻不能很好地解釋光電效應、顏色效應方麵的問題。
四、普朗克和愛因斯坦的光量子理論
量子論的第一步是由德國物理學家普朗克成（1858~1974年）於1901年創立的，並在1905年由愛因斯坦作了進一步發展，愛因斯坦是出生於德國的美國物理學家，他與普朗克由於解決這一問題而分別獲得了諾貝爾物理獎。
當光電效應的實驗結果和光的波動理論發生了明顯的矛盾時，借助光量子理論圓滿地解釋了光電效應現象。這一理論認為：在空間傳播的光並不是連續的，而是一份一份的，每份叫一個光量子，每一個光量子具有的能量與它的頻率成正比。
光的主要特征
根據光的波動原理，光具有反射，折射、衍射、幹涉和散射等特性。了解光的這些特性，對認識光與顏色的關係十分有益。
一、光的反射
當一束光照到表麵光滑的物體上之後，光就會按原來狀態進行反射，這就是鏡麵反射。這種反射服從人所共知的光的反射定律一一入射角等於反射角。
如果物體表麵具有某種粗糙程度，光射到物體表麵後，就會從表麵上散射出一些漫反射光，這種反射光的方向是不定的，它可以向各個方向反射，而且物體表麵對入射光進行部分反射，有一部分光進入物體的表麵層之後，又重新透射出來。
人們之所以能夠看到五顏六色的各種顏色，就是由於光照射到著色物體的表麵後，該物體按其所具有的特性，對光的波長進行選擇性吸收和反射，當反射光進入人的眼睛後，人們便可感知到這種物體的顏色效果，這種感知的顏色，也是這一部分反射光波長的顏色。
二、光的折射
照射到物體上的光，一部分被反射的同時，另一部分透射到物體內部，使光從一種媒質進入另一種媒質。由於這兩種媒質的密度不同，因此光會發生折射。
如果人射光的方向與媒質界麵垂直，折射現象就不會發生。隻有當人射光的人射方向與媒質界麵成一定角度時，才會發生如下圖所示的折射現象。
光線在通過透明體時，兩次在媒質的分界麵上發生折射，折射出透明體的光線和原來入射的光線偏離。
三、光的衍射
衍射一詞用於描寫光偏離直線傳播時的行為。許多動物身上都可以由衍射光柵而產生美麗的花紋。因此，光的衍射理論對我們了解動物標本的顏色現象頗為有益。
在單色光源與屏幕之間，放置一直徑很小的圓盤狀障礙物，當用放大鏡觀察圓盤的投影像時，可以發現，在圓盤投影的中心部位出現了一個亮點，圍繞著亮點出現明暗相間的圓環。
如果入射光源改用白光，經過衍射後屏幕上會出現彩色的衍射光柵。衍射光柵可以呈現美麗的彩虹。在自然界中的某些動物身上，就可以看到這種動人的彩虹色，絨金龜和花金龜甲蟲體表的衍射光柵，可以形成強烈的彩虹反射。
四、光的幹涉
無論在動物中，還是在植物中都可以找到幹涉色的例子。因此，了解幹涉色理論對認識生物體的呈色機理是非常必要的。
可以了解單色光產生的幹涉現象。單色光通過兩個狹縫時，會出現波紋重疊現象，相位一致時則顯得更為明亮些，當波紋不一致時就會顯得暗些，這些明暗變化現象可以從屏幕投影上清楚見到。在屏幕上出現的這種明暗相間的波紋，被稱之為幹涉波紋，明暗相間的現象被稱之為光的幹涉。