官术网_书友最值得收藏!

人類何以感知顏色?

和第一印象給人的暗示相比,我們的眼睛和泰森的眼睛之間有更多共同點。仔細觀察,就會發現它們在細胞和蛋白質水平上存在驚人的相似之處。我們視網膜中的視錐細胞類似馬歇爾在雀尾螳螂蝦眼睛的中央帶中發現的色彩光感受器。此外,我們現在知道兩者都含有同一類被稱為“視蛋白”(opsins)的光響應蛋白。查爾斯·達爾文在撰寫《物種起源》(1859年)時,眼睛讓他感到困惑。“眼睛擁有這么多無與倫比的設計……若是認為它可能是通過自然選擇形成的,我必須坦承,這種可能性似乎非常荒謬。”他——以及事實上當時的整個科學界——還不知道視蛋白的存在。自那以后,人們發現視蛋白以各種形式出現在世界各地動物的眼睛里,從珊瑚到美洲大螽斯,從海鞘到松鼠,從雀尾螳螂蝦到人類,這證明地球上的生命擁有深遠且共同的歷史。事實上,目前的分子科學將“視蛋白之母”的誕生追溯到7億多年前,也就是在所有動物的共同祖先咽下最后一口氣之后不久。視蛋白是所有感官受體中被研究最多的。對于顏色,視錐細胞可能是冒著煙的槍口,而視蛋白是扳機。

當光子(其能量如此小,以至于呈點狀)進入我們的曈孔,繼續穿過玻璃體抵達眼球后方,觸及視網膜的視覺感受器時,就產生了視覺。它們在這里擊中視蛋白。這會觸發一連串的化學反應,最終導致放電。光成為一種信號,沿著神經射入大腦,于是外部世界就變成了我們可以在內部感知的東西。科學家們仍然不清楚神經細胞如何產生內在體驗:有形如何變成無形。然而,這種驚人的轉變發生在微秒之內,并日常性地重復上演。不同的視蛋白結構可以微調眼睛以適應不同的光線特征。

人類的視錐細胞被三種視蛋白中的其中一種激活。對長波長紅光、中波長綠光和短波長藍光敏感的視蛋白分別形成紅視錐細胞、綠視錐細胞和藍視錐細胞。當這三種視錐細胞以不同的強度和組合做出反應時,我們的大腦會比較它們的輸出,從而產生對顏色的感知。彩色光的混合效果和顏料在調色板上的混合效果不同,將彩虹的所有顏色結合在一起不會產生爛糟糟的污泥,而是純凈的白光。如果紅視錐細胞和綠視錐細胞被激活,我們會感知到黃色和橙色,而綠視錐細胞和藍視錐細胞的不同組合則可以產生藍綠色和綠松石色,藍視錐細胞和紅視錐細胞可能產生紫色和靛藍色。當我們的基因發生莫梅尼發現的突變時,我們的紅視錐細胞則無法記錄從蘋果反射的光,我們的綠視錐細胞無法記錄從蘋果樹郁郁蔥蔥的枝葉上反射的光,我們的藍視錐細胞無法記錄來自夏日天空的光,而且至關重要的是,三者之間的相互作用消失了,也就無法打開我們的色彩世界之門。

對整個動物界色彩感知的計算相對直接,取決于擁有多少種不同的顏色受體,各物種看到的彩虹是不一樣的。只有一種視錐細胞的單色視者(夜猴、海豹和鯨)是色盲,所以它們看到的世界是100種深淺不一的灰。擁有兩種視錐細胞的二色視者(包括幾乎所有哺乳動物,從食蟻獸到斑馬)看到的彩虹減少了。例如,狗擁有和我們一樣的藍視錐細胞,以及另一種對應波長在綠光和紅光之間的視錐細胞,這就是它無法從綠草中辨認出紅球的原因。盡管如此,但根據視覺科學家杰伊·奈茨(Jay Neitz)的計算,因為第二種視錐細胞在黃色至藍色的范圍內就灰度而言提供了大約100種新的可能性,所以狗能夠看到大約1萬種不同的色調。第三種視錐細胞的加入意味著理論上創造出色彩“空間”的三維色彩混合。我們可以看到很多彩虹里沒有的微妙顏色——胡桃色、焦糖色、棕褐色、銀色、青銅色,但我們僅有的數千個單詞根本無法描述我們所感知的一切。個體差異與體驗的主觀性相結合,使我們無法清點出確切的數量。奈茨再次計算,當1萬種色調與從紅到綠的100個可辨別的跨度相結合時,我們至少能看到100萬種不同的顏色。大多數視覺專家都認為,普普通通的人類眼睛更有可能看到多達數百萬種顏色。不管哪一種估算更符合現實,對于克努特·諾德比的消色差體驗而言,都是沿著顏色連續體的巨大飛躍。作為稀有的哺乳動物三色視者——只有類人猿、狒狒和獼猴與我們為伍,我們的視力絕非尋常,但是和泰森的視力相比就黯然失色了。

主站蜘蛛池模板: 项城市| 五寨县| 宝山区| 满洲里市| 聊城市| 湘乡市| 九江市| 北川| 来宾市| 扶余县| 重庆市| 钟祥市| 西城区| 淅川县| 合水县| 和平县| 贵溪市| 西平县| 焦作市| 兴义市| 惠安县| 会理县| 乌拉特中旗| 博乐市| 义乌市| 东莞市| 思南县| 云林县| 永清县| 恩施市| 古浪县| 将乐县| 苏尼特左旗| 宽城| 金华市| 固阳县| 桐城市| 利辛县| 乌海市| 南木林县| 慈利县|