視覺的奧秘

人為什么長(zhǎng)兩只眼?

人為什么長(zhǎng)兩只眼睛?長(zhǎng)一只行不行?人的兩只眼睛為什么一定要長(zhǎng)在頭部正前方，長(zhǎng)在兩側(cè)行不行?兩只眼睛不同時(shí)使用行不行?這些問題早己引起了科學(xué)家們的興趣。

眼是一種感覺器官，眼的視網(wǎng)膜能感受光，但它得到的只是一個(gè)沒有立體深度的平面圖像，無法把客觀的立體世界真實(shí)地反映出來。當(dāng)人用兩只眼睛注視景物時(shí)，由于兩眼是從兩個(gè)不同位置和角度掃描景物，于是景物在兩眼視網(wǎng)膜上的成像并不相同，會(huì)產(chǎn)生能感知三維空間的各種物體遠(yuǎn)近前后、高低深淺和凹凸的立體視覺功能，從而達(dá)到了適應(yīng)環(huán)境、尋找食物、防衛(wèi)敵害、以求生存的目的。

人雖然長(zhǎng)有兩只眼睛，如果不能形成視差，還是無法獲得立體感。因?yàn)殡p眼視差和眼軸分開角度有很大關(guān)系。許多動(dòng)物由于雙眼位于頭部?jī)蓚?cè)，不能形成視差，所以立體感很差，甚至沒有。實(shí)驗(yàn)證明，鵝就沒有立體感。人和靈長(zhǎng)類動(dòng)物之所以兩眼長(zhǎng)在頭部正前方，雙眼軸分開約5度，就是為了獲得合適的視差。

人在任何時(shí)候都是同時(shí)使用兩眼視物，兩眼同步運(yùn)動(dòng)。大腦把左右眼傳入的兩個(gè)平面圖像合二為一，形成雙眼視覺。雙眼視覺比單眼視覺優(yōu)越得多，主要表現(xiàn)為：能感受三維空間；視敏度提高，視野范圍擴(kuò)大，并填補(bǔ)了生理盲點(diǎn)的缺陷。

人類的視力范圍是否能擴(kuò)大?

眼睛之所以能看見東西，光起了很大的作用。比如你在看書的時(shí)候，是光先照射到書上，再由書把光反射到你的視網(wǎng)膜上。因?yàn)橐暰W(wǎng)膜上有感光細(xì)胞，能把光線的刺激轉(zhuǎn)變成神經(jīng)信息，通過神經(jīng)將這些信息傳遞給你的大腦，這樣就形成了視覺。有些光人眼是看不見的。在物理學(xué)中，光是一種電磁波，它的波長(zhǎng)范圍從幾納米到1微米左右。在這個(gè)范圍中有各種各樣的光，人眼所能看見的只是其中極小的一部分，稱為可見光。它的波長(zhǎng)范圍介于380～780納米之間。我們?nèi)粘Ｒ姷降陌咨梢姽馐怯杉t、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七種顏色的光組成的，其中紫光的波長(zhǎng)最短，短于紫光的稱為紫外線；紅光的波長(zhǎng)最長(zhǎng)，長(zhǎng)于紅光的稱為紅外線。人眼是看不到紫外線和紅外線的。

不過，人們可以通過儀器利用紅外線完成很多特殊的任務(wù)。如在重要場(chǎng)所安裝紅外探測(cè)器，用人眼無法看見的紅外線在周圍形成嚴(yán)密的保護(hù)網(wǎng)，一旦有人想通過保護(hù)網(wǎng)，就會(huì)被發(fā)現(xiàn)或立即觸發(fā)報(bào)警器。以紅外線作為照明光源來進(jìn)行攝影，可以拍攝肉眼無法看見的景物，特別是用于完全黑暗環(huán)境下的拍攝。夜視儀、夜視望遠(yuǎn)鏡和紅外線望遠(yuǎn)鏡也是利用同樣的原理制造的，可以在全黑或有微光的夜晚進(jìn)行觀測(cè)。紫外線可以用在醫(yī)學(xué)上，人們常用紫外線進(jìn)行殺菌消毒，治療皮膚病和軟骨病等。驗(yàn)鈔燈也是利用紫外線來顯現(xiàn)熒光圖案和熒光文字的。

人類的視力范圍是否可以擴(kuò)大?生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)，很多種老鼠能看見紫外線，但它們看不見紅色。能否讓老鼠也能看見紅色?美國(guó)的一些研究人員給實(shí)驗(yàn)鼠植入了一種能對(duì)紅光起反應(yīng)的人的長(zhǎng)波感光基因。結(jié)果，這種基因使實(shí)驗(yàn)鼠識(shí)別光的范圍大大增加，能看見哺乳動(dòng)物可看到的最大范圍的色彩，比人類能看到的色彩范圍還寬20％。研究人員想通過進(jìn)一步研究，看看是否可能擴(kuò)大人類對(duì)色彩的視覺范圍，使人類也能看見紅外線和紫外線。

動(dòng)物視覺與人眼視覺的差異

跟我們?cè)S多人傳統(tǒng)想法不同的是，許多野生動(dòng)物的視覺跟人類的視覺有很大的差異，它們眼中看到的物體跟我們看到的景象經(jīng)常會(huì)有所不同，它們周圍的世界或許不像我們見到的那么豐富多彩，它們只看到它們想看的東西，對(duì)不相關(guān)的東西常常視而不見，這是最有效率的視覺模式，不會(huì)因?yàn)榭吹綗o關(guān)的東西而分心。

視覺應(yīng)該被分成對(duì)物體細(xì)節(jié)、色彩、距離的辨別能力，視野開闊的程度，對(duì)光線的敏感程度以及用目光集中注意力的能力等等多個(gè)方面。上述各項(xiàng)能力均出色的動(dòng)物種類并不是很多的，很多視力出色的動(dòng)物對(duì)色彩的感覺卻出奇地差，還有不少動(dòng)物只能分辨運(yùn)動(dòng)著的物體，而對(duì)近在咫尺的物體視而不見。已知鳥類和魚類中具有斑斕色彩的種類大多具有很好的色彩感覺，雖然不乏色盲的例子，但是雄鳥和雄魚用鮮艷的色彩吸引異性本身就能說明問題。

動(dòng)物的視覺差異很大，如哺乳動(dòng)物中大多數(shù)食草動(dòng)物視力一般，基本色盲，無立體視覺；大多數(shù)食肉動(dòng)物視力很好，有立體視覺，但基本屬于色盲；大多數(shù)靈長(zhǎng)類動(dòng)物視力較好，有立體視覺，能分辨顏色；絕大多數(shù)鳥類視力很好，有立體視覺，分辨顏色能力很強(qiáng)，且有雙重調(diào)節(jié)焦距的功能；爬行動(dòng)物、兩棲動(dòng)物、魚類視力都不太好，且大多數(shù)為色盲；昆蟲則視力較差，僅能分辨出近距離的物體，但對(duì)移動(dòng)的物體反應(yīng)很快。