色界丨动物眼里的世界是什么颜色?

色界丨动物眼里的世界是什么颜色?

颜色是通过眼、脑和我们的生活经验所产生的一种对光的视觉效应,我们肉眼所见到的光线,是由波长范围很窄的电磁波产生的,不同波长的电磁波表现为不同的颜色,对色彩的辨认是肉眼受到电磁波辐射能刺激后所引起的一种视觉神经的感觉。


物质本身的颜色和我们所能看到它的颜色是不一样的。由于眼睛构造的不同,同样的物质,人类和动物看到的颜色也不一样。那今天小五带着大家一起来看看多彩的世界,还有有趣的动物视觉。


不要以为一只苍蝇眼中的世界是这样的:当你拿着苍蝇拍靠近它,它看到了一群拿着苍蝇拍的人……因为组成复眼的小眼无法有效的成像,只能侦测光源的有无(和文章中的蜜蜂很类似)。所以,真实的苍蝇复眼视觉其实是比较接近透过毛玻璃看马赛克拼贴的画面,其解像能力是很差很模糊的。


不过,也正因为如此,教给你一个简单驱赶苍蝇的方法:找个透明塑料袋,装上水,里面放几枚硬币,然后把这个袋子悬挂放在一个采光好、苍蝇常出没的地方。


呃,请试着想象自己是一只苍蝇——水中数以百万计的水分子制造出一种特殊的棱镜效应,这意味着这么多的水分子以一种非常特殊的方式折射光线。而加入的硬币,被折射光线的积累效应也随之不断增强……这就意味着,这个水袋在苍蝇眼里几乎就是舞厅里的迪斯科球,它们会心烦意乱,感觉马上要受到捕食者的攻击,所以会尽快逃离。




文/Elizabeth Preston

译/刘玥

原文/nautil.us/issue/11/ligh


一些动物,包括你的宠物在内,可能多少都有点色盲,但是在某些方面,它们的视力可不比你差。生物对周围世界的视觉感知取决于它们的眼睛对光的处理方式。人类是三色视者——意思就是我们的眼睛拥有三种被称为“视锥细胞”的感光器,对红色,绿色和蓝色敏感。另一种被称为“视杆细胞”的感光器能感受弱光,让我们在暗处也能看清物体。而动物对光有着不同的处理方式——一些生物只有两种感光器,使它们无法辨别部分颜色;有些生物拥有四种感光体,能够看见紫外钱;还有一些能够分辨偏振光,即在一固定平面震动的光波。


从事视觉生理学研究的马里兰大学教授托马斯·克罗宁说:“我们总认为我们能够猜出动物在想什么。”但是虽然猜测动物的想法只是个幻想,我们还是可以通过动物的眼睛来观察这个世界的。



猫眼中的世界





人眼中的世界


瑞典隆德大学的动物学教授,《动物之眼(Animal Eyes)》的合著者,丹-艾瑞克·尼尔森说:“我们永远不会知道一只猫会有何经历。”但我们几乎能够见其所见。与人类不同,猫是二色视者;它们的视网膜中只有两种视锥细胞。


尼尔森说,它们眼中的世界与红绿色盲眼中的世界相似。要给猫眼中的世界制作模型,我们就得把所有红色或绿色的东西做成一个颜色。


猫眼的分辨率没有人类的高,这就意味着它们眼中的世界更加模糊。由于我们的视网膜中央挤满了视锥细胞,我们的视力水平位于动物界前列。尼尔森说,比起人类,猫的昼视觉模糊了大约六倍,在上图中并没有显示出这一点。但是,由于猫比人拥有更多的视杆细胞,所以在月光下它们的优势就显现了出来。



比起人类,猫的昼视觉模糊了大约六倍,所以猫眼中白天的世界应该更接近左图


蜜蜂



蜜蜂眼中的世界



人眼中的世界


和人类一样,蜜蜂是三色视者。但是它们的三种感光器不是对红色、绿色和蓝色敏感,而是对黄色、蓝色和紫外线敏感。蜜蜂能看见紫外线的能力使得它们能够辨认花瓣上的图案从而找到花蜜。尼尔森说,事实上,蜜蜂能分辨许多种紫外线光谱范围内的光线,所以“它们可能能分辨多种紫外线的颜色”。


与只有一对晶状体的人眼不同,蜜蜂复眼里有成千上万的晶状体,使其表面就像足球的表面一样;每一个晶状体都会在蜜蜂的眼里产生一个 “像素”。但这一视觉机制也是有代价的——蜜蜂眼睛的分辨率极低,所以它们眼中的世界是非常模糊的。尼尔森将这一设计称为“对眼睛可用空间的最愚蠢的利用方式”。他说,如果人类也有复眼,并且其功能还与我们真正的眼睛一样好,那我们的每只复眼都得有呼啦圈那么宽。


上图并没有显示出蜜蜂的视力有多模糊——如果要显示出来的话,我们就几乎什么都看不清了。但是这张照片确实描绘出了我们无法看见的紫外线景象。



鸟眼中的世界


人眼中的世界


与人类不同,鸟类是四色视者。它们眼中的四种视锥细胞能让它们辨别红色、绿色、蓝色和紫外线。尼尔森说,一些肉食鸟的视力比人都好。一只巨鹰的视觉分辨率比我们高出大约2.5倍。


如果尼尔森真能进到其他动物的脑袋里,“鸟类的应该会很有趣,”他这样说道。但是我们既不能拥有超出人类极限的分辨率,也不能看见紫外线——因为我们并没有相应的感光器和脑神经元。我们能用双筒望远镜看清一只鹰能看清的远方物体,还能用照相机将紫外线转换为我们能够分辨的颜色,但是要是没有这些设备,“人类是无法真正感受巨鹰眼中的世界的,”尼尔森这样说道。


响尾蛇


响尾蛇眼中的世界



人眼中的世界


响尾蛇白天对色彩的分辨力并不强,而在晚上其分辨率则有所加强,因为响尾蛇有许多视杆细胞。但响尾蛇的出众之处是它们能辨别红外线。与毒蛇、大蟒和蟒蛇相似,响尾蛇拥有特殊的感知工具,即“窝器”——一对小孔,分别位于其眼睛与鼻孔之间的口鼻部的两边。旧金山加利福尼亚大学的生理学教授戴维·朱利叶斯说,在其窝器内有一层能感应温度的薄膜。他发现,在与这种薄膜相连的神经细胞上,有一种名为TRPA1的神经接受器,让蛇能够将红外线转化为神经信号。人体内也有同样的接受器。在我们吃某些辛辣食物,比如芥末酱或芥末时,这种接收器就会让我们感到舌头刺痛。但是对蛇而言,这种接收器能检测到附近猎物的体温。



响尾蛇的大脑会将窝器得到的信息与眼睛得到的信息相融合,这样一来猎物的热像就会和视觉图像相重合。朱利叶斯说,要模拟蛇眼中的世界其实并不难——只要有一架红外摄像机就行了。


乌贼



乌贼眼中的世界



人眼中的世界


要通过头足类动物,比如乌贼、章鱼或鹦鹉螺的眼睛看世界,这就需要我们充分发挥奇思妙想了。海洋生物眼睛的进化方式与脊椎动物不同,所以它们的图像处理机制与我们的大相径庭。比如,头足类动物的眼睛是没有盲点的。乌贼的瞳孔呈“W”形,使其在海中追捕食猎物时凶猛无比。


虽然乌贼的捕食能力强大,但是其视力并没有我们好。“它们看不清报纸上的小号字体,”托马斯·克罗宁说,“它们只能看清标题。”而且,虽然它们的变色能力强得让人难以置信——转眼之间就能从米黄色变为血红色或条纹图案——但是乌贼是彻彻底底的色盲


克罗宁说,乌贼的眼睛中的一种感光器使其眼中的世界呈灰色调,另外一对感光器感应的是偏振光。人类只有在佩戴太阳镜时才能感受偏振光:太阳镜正是通过过滤掉一种定向震动的光波来减少阳光的刺眼度的。但是与乌贼不同,我们并没有能够辨别偏振光的感光器。


乌贼能在体表产生偏振光图案与其他乌贼交流。与同类对视时,乌贼能看见带有偏振光信息的灰色调的世界,这与响尾蛇对红外线的感应相似。


“我认为,我们是可以进入狗,猫或猴子的大脑中去观看它们眼中的世界的,”克罗宁说,“因为它们的大脑与我们的相似。”但是像乌贼这样的动物与我们的进化差别太大了——它们的大脑和感知方式与我们有着天壤之别——使得我们永远都无法了解他们的经历。克罗宁说:“我认为我们是无法进入它们的大脑的。”但是,他又补充道,“但是想象一下还是挺有趣的。”




色彩是视觉传达信息的一个重要因素,能表达情感,能给人们带来不同的情绪、精神以及行动反映。近几年,人们对于健康的关注越来越多,面对不同的生活压力和工作压力,身心疲惫,但人们又不知道怎样去调节种种压力,而色彩在某种程度上担当了这一角色。一个人所处的色彩环境不同,他(她)所表现出来的心理和身体的感受也会不同。


在我们生活的空间,到处都是五彩斑斓的色彩,也许人们早已习惯与色彩相伴,但并没有在意这些神奇的现象,正是这些不同的色彩,与人们生活的各个环节息息相关,包括健康。


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发布于 2016-06-16