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人类何以感知颜色?

和第一印象给人的暗示相比,我们的眼睛和泰森的眼睛之间有更多共同点。仔细观察,就会发现它们在细胞和蛋白质水平上存在惊人的相似之处。我们视网膜中的视锥细胞类似马歇尔在雀尾螳螂虾眼睛的中央带中发现的色彩光感受器。此外,我们现在知道两者都含有同一类被称为“视蛋白”(opsins)的光响应蛋白。查尔斯·达尔文在撰写《物种起源》(1859年)时,眼睛让他感到困惑。“眼睛拥有这么多无与伦比的设计……若是认为它可能是通过自然选择形成的,我必须坦承,这种可能性似乎非常荒谬。”他——以及事实上当时的整个科学界——还不知道视蛋白的存在。自那以后,人们发现视蛋白以各种形式出现在世界各地动物的眼睛里,从珊瑚到美洲大螽斯,从海鞘到松鼠,从雀尾螳螂虾到人类,这证明地球上的生命拥有深远且共同的历史。事实上,目前的分子科学将“视蛋白之母”的诞生追溯到7亿多年前,也就是在所有动物的共同祖先咽下最后一口气之后不久。视蛋白是所有感官受体中被研究最多的。对于颜色,视锥细胞可能是冒着烟的枪口,而视蛋白是扳机。

当光子(其能量如此小,以至于呈点状)进入我们的曈孔,继续穿过玻璃体抵达眼球后方,触及视网膜的视觉感受器时,就产生了视觉。它们在这里击中视蛋白。这会触发一连串的化学反应,最终导致放电。光成为一种信号,沿着神经射入大脑,于是外部世界就变成了我们可以在内部感知的东西。科学家们仍然不清楚神经细胞如何产生内在体验:有形如何变成无形。然而,这种惊人的转变发生在微秒之内,并日常性地重复上演。不同的视蛋白结构可以微调眼睛以适应不同的光线特征。

人类的视锥细胞被三种视蛋白中的其中一种激活。对长波长红光、中波长绿光和短波长蓝光敏感的视蛋白分别形成红视锥细胞、绿视锥细胞和蓝视锥细胞。当这三种视锥细胞以不同的强度和组合做出反应时,我们的大脑会比较它们的输出,从而产生对颜色的感知。彩色光的混合效果和颜料在调色板上的混合效果不同,将彩虹的所有颜色结合在一起不会产生烂糟糟的污泥,而是纯净的白光。如果红视锥细胞和绿视锥细胞被激活,我们会感知到黄色和橙色,而绿视锥细胞和蓝视锥细胞的不同组合则可以产生蓝绿色和绿松石色,蓝视锥细胞和红视锥细胞可能产生紫色和靛蓝色。当我们的基因发生莫梅尼发现的突变时,我们的红视锥细胞则无法记录从苹果反射的光,我们的绿视锥细胞无法记录从苹果树郁郁葱葱的枝叶上反射的光,我们的蓝视锥细胞无法记录来自夏日天空的光,而且至关重要的是,三者之间的相互作用消失了,也就无法打开我们的色彩世界之门。

对整个动物界色彩感知的计算相对直接,取决于拥有多少种不同的颜色受体,各物种看到的彩虹是不一样的。只有一种视锥细胞的单色视者(夜猴、海豹和鲸)是色盲,所以它们看到的世界是100种深浅不一的灰。拥有两种视锥细胞的二色视者(包括几乎所有哺乳动物,从食蚁兽到斑马)看到的彩虹减少了。例如,狗拥有和我们一样的蓝视锥细胞,以及另一种对应波长在绿光和红光之间的视锥细胞,这就是它无法从绿草中辨认出红球的原因。尽管如此,但根据视觉科学家杰伊·奈茨(Jay Neitz)的计算,因为第二种视锥细胞在黄色至蓝色的范围内就灰度而言提供了大约100种新的可能性,所以狗能够看到大约1万种不同的色调。第三种视锥细胞的加入意味着理论上创造出色彩“空间”的三维色彩混合。我们可以看到很多彩虹里没有的微妙颜色——胡桃色、焦糖色、棕褐色、银色、青铜色,但我们仅有的数千个单词根本无法描述我们所感知的一切。个体差异与体验的主观性相结合,使我们无法清点出确切的数量。奈茨再次计算,当1万种色调与从红到绿的100个可辨别的跨度相结合时,我们至少能看到100万种不同的颜色。大多数视觉专家都认为,普普通通的人类眼睛更有可能看到多达数百万种颜色。不管哪一种估算更符合现实,对于克努特·诺德比的消色差体验而言,都是沿着颜色连续体的巨大飞跃。作为稀有的哺乳动物三色视者——只有类人猿、狒狒和猕猴与我们为伍,我们的视力绝非寻常,但是和泰森的视力相比就黯然失色了。 rCUl4aKT8MY6zqBhJ2fen97PMG10ajvoMqRPMdYEgtpRpTDZ+bhTN0hVv5dpfNQ3

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