絵の具は混ぜると暗くなり、画面の光は混ぜると明るくなる ── 色は、物についている性質ではない

教科書のどこに出てくるか

3年生の理科で習う「光のせいしつ」では、鏡で日光をはね返したり、虫めがねで集めたりして、光がまっすぐ進むことをたしかめます。ただ、そこで色の話はほとんど出てきません。いっぽう、色を混ぜる作業のほうは図工でさんざんやります。やっているのに理由は習わない、という妙なすき間にあるのが「色」です。

しかも今は、一人一台のタブレットを毎日見る時代です。絵の具と画面という、正反対のふるまいをする2つを同時に使っているのに、どちらのしくみも説明されないまま大きくなってしまいます。まず、2つのちがいを並べてみましょう。

いちばん下の行に注目してください。まっ暗な部屋に絵をかいた紙を置いても、何もうつりません。でも画面は暗い部屋でも見えます。ここに、この記事の答えの半分がもう出ています。画面は自分で光っていて、紙は光っていないのです。

物の色は、返してきた光の色

先に、いちばん土台の話をします。太陽の光や部屋の明かりのような白い光には、赤から紫までの色がぜんぶ入っています。雨上がりの虹は、その中身がばらけて見えたものです。

では、トマトが赤いのはなぜでしょう。トマトが赤い光を作っているのでしょうか。ちがいます。トマトは白い光をあびて、赤いところだけを返し、のこりを吸いこんでいるのです。

葉っぱが緑なのは、緑のあたりを返してのこりを吸っているから。レモンが黄色いのは、黄色のあたりを返しているから。どの物も、光を作ってはいません。えらんで返しているだけです。

絵の具は「吸う担当」。混ぜると担当が増える

ここまで分かれば、絵の具の話はすぐです。絵の具の一粒一粒は、決まった色を吸いこむ担当をしています。青い絵の具は赤のあたりを吸う担当、黄色い絵の具は青むらさきのあたりを吸う担当です。

では、青と黄色を混ぜるとどうなるでしょうか。吸う担当が2ついっしょになります。

青と黄色を混ぜると緑になる、という図工でおなじみのできごとは、「どちらの絵の具も吸わなかった色だけが生きのこった」結果だったのです。混ぜて緑を作ったのではなく、緑以外を消していった、と言ったほうが近いでしょう。

この考え方だと、次のこともすぐ分かります。絵の具は混ぜれば混ぜるほど、吸う担当が増える。返ってくる光は減る一方です。だから、

混ぜて明るくなる絵の具の組み合わせは、ひとつもありません。白い絵の具を足したときだけ明るくなりますが、あれは「吸わない粒」を混ぜて薄めているだけで、色を混ぜているのとは別のことをしています。

画面は「出す担当」。混ぜると光が増える

画面は正反対です。絵の具のように光を吸うのではなく、自分から光を出します。出す色は3つだけ ── 赤・緑・青です。

足していけば光の量は増えるのですから、明るくなるのは当たり前です。そして3つぜんぶを同じくらい出したときが、いちばん明るい白になります。画面の「黒」は、黒いインクをぬっているのではなく、その場所が光るのをやめているだけです。

絵の具と画面のちがいを一行でまとめると、こうなります。

やってみよう ── 画面をすごく近くで見る

ここは実物で確かめられます。道具は、水のしずく1つで足ります。

すると、まっ白に見えていたところが、赤・緑・青の細長い点がぎっしり並んだものだった、と分かります。水のしずくは、まるいので虫めがねと同じはたらきをします。

おもしろいのは、そのあとです。画面に黄色いところを出して、同じように見てみてください。赤と緑だけが光っていて、青は消えています。水色のところなら緑と青だけ、黒いところは3つとも消えています。

ここで、大きな疑問が出てきます。画面には黄色く光る部品が1つも入っていません。赤と緑が別々に光っているだけです。それなのに、少しはなれて見ると、どうしても黄色に見える。目はなぜ、だまされてしまうのでしょうか。

目の中に、色のセンサーは3種類しかない

答えは、見ているがわ ── つまり自分の目の中にあります。人の目のおくには色を感じる部品が並んでいますが、その種類はたったの3つです。それぞれ、赤のあたり・緑のあたり・青のあたりによく反応します。

そして、脳がやっていることは単純です。3つのセンサーがどれくらいの強さで反応したか、その組み合わせだけを見て「この色だ」と決めているのです。届いた光の中身を調べているわけではありません。

表の2行は、光の中身がまったくちがいます。上は1種類の光、下は2種類の光が並んでいるだけ。それでもセンサーの反応がそっくり同じなので、目には区別がつきません。画面は、この性質をそのまま利用して作られた機械です。ほんものの黄色を用意しなくても、赤と緑を光らせれば黄色として通ってしまう。3色で足りるのは、世の中の色が3色でできているからではなく、受け取る側のセンサーが3種類しかないからなのです。

プリンターのインクが、赤・青・黄ではない理由

家やコンビニのプリンターのインクを見ると、名前がふしぎです。シアン（水色）・マゼンタ（赤むらさき）・イエロー（黄色）。図工で習った「赤・青・黄」ではありません。

理由は、ここまでの話でもう出ています。インクは引き算の仲間です。引き算でうまく色を作るには、画面の3色（赤・緑・青）を1つずつ、きれいに消せる3色をそろえるのがいちばん効率がよいのです。

足し算の3色と引き算の3色は、ぴったり裏表の関係になっています。シアンは赤の反対、マゼンタは緑の反対、イエローは青の反対。図工の「青と黄」は、ほんとうはシアンとイエローのことを、おおざっぱに呼んでいたのです。

では、3色そろっているのに黒インクが別にあるのはなぜでしょう。理屈のうえでは3色を重ねれば黒になるはずですが、実際にはインクの粒が少しずつ光を返してしまい、こげ茶色っぽい黒にしかなりません。それに、文字1つ印刷するのに3色を重ねるのはインクのむだで、紙もぬれてよれてしまいます。だから黒だけは、はじめから専用に持っておくのです。

黒い服が夏に暑い理由も、同じ話

物の色が「返した光の色」だと分かると、生活の中のできごとがいくつかまとめて説明できます。

白い服が白いのは、あたった光をほとんど返しているからです。黒い服が黒いのは、ほとんど返さず、吸いこんでいるから。そして吸いこまれた光は、消えてなくなるわけではありません。熱に変わります。夏に黒い服が暑いのは、色の好みの問題ではなく、太陽の光を熱に変える量が多いからです。

4年生で習う「もののあたたまり方」と、ここでつながります。同じ理由で、夏の校庭の黒いゴムマットは、白いラインの部分よりずっと熱くなっています。

もうひとつ、夕方の話もしておきます。部屋が暗くなってくると、物の形は見えるのに色だけがぼんやりして、灰色っぽくなってきませんか。これは、さっきの3種類のセンサーが、明るくないとうまく働かないからです。暗いときは別のセンサーが働くのですが、そちらは1種類しかありません。1種類では、明るい・暗いしか分かりません。だから月明かりの下では、どの車も同じような灰色に見えるのです。

やってみよう