我們為啥能看到那麼多東西


人都有第六感嗎?

估計某些人是有,但大部分人沒有。

每個人都有的是五感,也就是視覺,聽覺,味覺,嗅覺,觸覺。

我們對這個世界的認識就來自於五感。

五感中,毫無疑問視覺最重要。

今天就說說我們是怎麼看見東西的。


​第一節:物體的特質

在說具體視覺神經路徑之前,先列一下我們看到的物體結果。

首先是動還是靜。

動的物體有可能是危險的,必須保持警惕。這是遠古生存中第一法則。因此我們現在在看東西的時候,第一關注的維度還是它是在動還是靜止。

然後是外觀,外觀包含顏色、形狀,最後是材質。

物體的這些特質對人類很重要,所以我們的視覺系統都要對這些特質能看到並鑑別出來。


第二節:為啥能看見

我們眼睛能看見東西的最底層原因是有光進入到我們眼睛,眼睛對光做一系列分析,然後我們才知道這是啥。

為啥伸手不見五指的夜晚我們啥也看不見,就是因為沒有光進入。

“光從哪裡來?”

算到底,是從太陽來。


“太陽光照到了我的屋頂,但是並沒有照進屋內,我為啥還能看見屋子裡桌椅呢?”

因為陽光照到了你窗外的樹木,他們反射了陽光。經他們反射後的光照到了你屋子裡的桌椅上,然後桌椅再次反射這些光到你眼睛裡。你就看到了桌椅了。

如果你的屋子沒有窗戶,那麼你斷然看不到屋內的東西。


第三節:眼睛的構造


我們是用眼睛看的,眼睛是個球體。

球體啥意思,就是是個凸透鏡。

鏡子無非就是三種,凸透鏡,凹透鏡,平面鏡。

光遇到鏡子會發生兩種情況:

折射,不折射。

遇到平面鏡是不折射的。我們平常用的梳妝鏡都是平面鏡。

遇到凸透鏡和凹透鏡都是折射的,但是方向不同。


我們為啥能看到那麼多東西

凸透鏡是把光線聚焦,而凹透鏡是把光線散開。

我們的眼珠就那麼點小,怎麼能看到那麼大的視野呢,

原因就在於它是個凸透鏡。


我們為啥能看到那麼多東西


晶狀體就是這個凸透鏡。

有人解剖出牛的晶狀體,專門試了試,果然如此。


我們為啥能看到那麼多東西


當然,如果所有的光都是正前方打過來的,那麼晶狀體這個凸透鏡就會聚焦了,也就是我們只看到一點了。

就像下圖這樣,


我們為啥能看到那麼多東西


好在光是從四面八方來的,其他斜著射入的光,就會被晶狀體斜著聚焦到視網膜其他部分。

(見下圖:由於沒有文章說這個,找不到圖,所以我自己畫了一個)


我們為啥能看到那麼多東西

那麼奇怪了,既然都能聚焦,為啥正前方射入的光我們看的很清楚,而其他方向來的光,我們看不清楚呢?

這就和視網膜有關係了。


第四節:視網膜的牛逼之處


光從晶狀體射進來後打到哪呢?

就是打到視網膜上。若沒有視網膜,一切都白扯,啥像都看不清楚。

視網膜為啥這麼重要,它是怎麼發揮這麼大價值的呢?

別看視網膜是一層膜,其實用顯微鏡放大了看,好幾層神經細胞平鋪在一起。

其中最重要的是最裡層的視錐和視杆細胞層。

我們為啥能看到那麼多東西


可能看不大清楚,上個細節圖啊。


我們為啥能看到那麼多東西


一看模樣就知道為啥叫杆和錐了。

這倆細胞為啥重要呢?在人的視網膜中視杆細胞有1.2億個,視錐細胞極少,只有600萬個。也就是視杆細胞是視錐細胞的200倍。

但是視錐細胞作用可不小。

主要有兩個作用:

第一就是提供清晰度,也就是能看到物體的細節。

第二就是分別顏色,也就是能看出事物的顏色。


而視杆細胞幹啥呢?

視杆細胞對光更敏感。

也就是光越少視杆細胞越有用。比如晚上,光很弱,視杆細胞就發揮作用了。雖然不清晰,但是大致的輪廓能看清楚。

這個時候視錐細胞就不行了,所以晚上看東西是沒有色彩的,清晰度也不夠。(我之前沒有意識到晚上看東西是沒顏色的,後來我半夜去我兒子屋給他蓋被子,我專門意識了下,果然是沒有)。


既然這倆細胞數量這麼不一樣,那麼他們是均勻分佈的嗎,比如每200個視杆細胞跟著一個視錐細胞?

不是,而且極為不是。

視網膜上有個中央凹的地方,就是下圖中光聚焦的這個地兒:


我們為啥能看到那麼多東西


這個地方只有視錐細胞,沒有視杆細胞。


我們為啥能看到那麼多東西


這個地正好是正前方的光被聚焦的地方。

這就是為啥正前方+平視看東西最清楚的原因。

那麼視網膜其他區域呢?

其他區域就是大量的視杆細胞圍著一兩個視杆細胞。

有一句話叫用眼睛的餘光看東西,餘光就是視網膜其他地方聚焦的像。因為視錐細胞少,所以不清楚。

第四節:顏色


下面​說說顏色的問題。

​視錐細胞是識別顏色的,那麼是怎麼​識別出來的呢?

視錐細胞裡​含有一種蛋白質分子,叫視紫紅質。它存在與視錐細胞的內段。

平時它是由視黃醛和​視蛋白構成,​平時就是攪在一起。


我們為啥能看到那麼多東西


但是當光照到視錐細胞時,視紫紅質就會分解,分解成了視蛋白和視黃醛。分解過程產生電流,​然後這個電流傳給大腦。

那麼顏色是怎麼​出來的呢?核心就在於這個分解後的​視蛋白。

因為視蛋白分為三種,紅-綠-藍,所以我們就有了三原色(注意別和顏料的三原色混了)​。

當紅光照到視錐細胞時,具有紅色視蛋白的那個視紫紅質分子就會分解,然後產生電流,那麼具有這個視紫紅質的視錐細胞就會把電流產給大腦,大腦一看是這個細胞來的電流,就說“啊這是紅色”。

如果是綠光照到眼睛裡,同樣綠色視錐細胞才會把電流傳給大腦,大腦一看是綠色來的電流,就說“啊,這是綠色”。

​如果是白光呢?其實三原色沒有白光,白光是三原色混合後形成的。

這個過程在眼睛裡是怎麼回事呢?

白光是三種顏色都有,所以三種視錐細胞都分解,都產生電流,​然後都傳給大腦。大腦一看是三個電流都來了,就說啊這是​白色。

可以這麼說,顏色就是​這三種視錐細胞的不同組合。人類大約是百萬到千萬​這個級別的不同組合。


再往深說一步,上文說紅色光照到視錐細胞,​然後紅色的視錐細胞就會分解。那麼“紅色光照到”是啥意思呢?

其實光本身沒有顏色,光本身屬性就是波長和振幅。

一束光來了,假設它的波長是760納米,那麼我們就​會看到紅光。為啥呢?

就是上文說的,760納米的光對紅色視錐細胞有反應,​能讓其分解。但是綠色和​藍色視錐細胞沒反應。

如果這個光波長是480納米,那麼紅色和綠色都沒反應,只有藍色視錐細胞分解。

如果是白光,那就是即含有480納米的,也含有760納米的,也含有550納米的。其實白光是​人類可見光的全波長光的混合光,這樣三種視錐細胞才都會比激活,然後都放電。

這就是顏色最底層的​原理:不同波長的光,刺激對應的視錐細胞,然後傳給大腦​。一個組合就代表一個顏色,大腦就是數組合來​確定是啥顏色光。


再深一步,為啥樹葉是綠色的,玫瑰花是紅色的呢?

因為陽光是白色的,也就是全波段​光的混合。等陽光照到樹葉上​後,樹葉本身要吸收一部分光,反射一部分光。

綠色的樹葉就是因為它反射的是綠光,也就是大約530納米波長的光,而其他波長的光被它吸收了。被吸收了就反射不出來了。

然後這個530納米波長的光反射到我們眼睛裡,就會刺激我們綠色視錐細胞分解並放電,然後傳給大腦,​大腦說這是綠色。

所以​物體是什麼顏色,就代表這個物體“不喜歡”這個顏色。

好,今天就到這。待續……


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