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1 关于眼睛的实验课（第1页）

1　关于眼睛的实验课

眼睛的主要成分是水

人的眼球大致可以分为两部分——大球和大球前面微微凸起的部分。凸起的这部分主要是角膜和晶状体，它们一起负责“聚焦”功能，让眼睛能够把东西看清楚。而后面那个大球里面主要是玻璃体，占到了整个眼球的80％。玻璃体后方的眼球壁上是视网膜。角膜、晶状体、玻璃体、视网膜，这些名词听起来很熟悉，比如我们经常会听到捐献角膜、晶状体混浊、玻璃体混浊、视网膜脱落等。

如果玻璃体出现问题，液化、变性，就会导致视网膜脱落，因为玻璃体的一个重要作用就是支撑视网膜。玻璃体，听名字就知道，应该是一个透明的球体，或者准确地说，是一个透明的凝胶体。如果玻璃体内出现了一些不透明的东西，就是玻璃体混浊，也叫“飞蚊症”。这时就会感觉眼前总有一个小飞虫，抓也抓不到，揉眼睛也没用。

玻璃体里面没有血管，它的主要成分就是水，我们可以把它想象成一个漂亮的水晶球。在这个水晶球前方有一个凹面，正好能够容纳晶状体。晶状体也是一个有弹性的透明体，它的弹性比玻璃体大很多，形状和玻璃体也不一样。玻璃体几乎是个圆球状，而晶状体是扁圆形，直径大约是9～10毫米，厚度是4～5毫米。这么一个很“Q”的东西就躲在瞳孔后面，如果不好好爱惜它，让它变得混浊了，就会得白内障。随着年龄的增长，它的弹性越来越差，就变成了我们熟悉的老花眼。晶状体是负责聚焦的，如果弹性不足，不能够很好地自我调节，得了老花眼，就需要戴眼镜，人为帮助聚焦。

说到眼睛，有一个很好的比喻，就是照相机。瞳孔好比光圈，可以放大或缩小来控制进光量。晶状体相当于镜头伸缩。视网膜就是光学照相机的胶卷底片、数码照相机的CCD感光元件。如果拿拍过的胶片对着光看，会发现上面的人都是倒过来的。在视网膜上，像也是倒着的。因为照相机和眼睛的原理是一样的，都是小孔成像。所以视网膜只是收集视觉信息，我们最终看到的，是经过大脑处理后构建出来的、被还原过的图像。就像照片冲印出来，人又变成正的了，所以大脑的处理就跟洗照片差不多。

但是，大脑的工作原理要比洗照片复杂。因为洗照片只得到一个单纯的影像，而大脑还需要告诉我们，这到底是个什么东西。要了解大脑的工作原理，我们可以做几个小小的实验。

实验一　眼球移动

第一个实验非常简单，没有时间地点的限制，一个人就可以做，当然，有朋友或家人两个人一起做，效果会更好！

实验步骤是这样的：在手里拿一支笔。眼睛盯着笔看，然后慢慢地移动笔。这个时候，你的眼球应该是平稳地跟着笔在动。记住笔运动的轨迹，然后把笔放下，眼睛再跟着刚才那条轨迹走一遍。这时没有笔来指引了，仅仅凭着想象走一遍。注意你的眼球，它是不是再也无法平稳移动，只能跳跃式移动呢？

如果感受自己的眼球运动有困难的话，可以找个朋友做一遍，你来观察他的眼睛。其实，这跟拍照是一样的。当我们拿照相机拍照的时候，我们会对焦，拍完一张，拍下一张的时候，我们会把照相机移动到下一个目标，再对焦。这就相当于眼球的快速移动。如果要拍摄一段连续的视频，我们就会拿着照相机跟着运动的物体走，这就像是我们的眼睛跟着笔动。当笔没有了，我们的眼睛也就从“视频”模式转换到“拍照”模式了。在做这个实验之前，你可能不会注意自己的眼睛到底是怎么动的吧？

实验二　夜间色盲

我们没注意到的还有很多。比如，我们在夜晚看到的世界都是黑白的。仔细回想一下，半夜起来上厕所，房间里的家具、窗帘有颜色吗？你可以试试看，把房间的灯关掉，窗帘拉上，看看眼前的世界，是不是没有颜色呢？

我们的眼睛到了晚上，基本就是色盲，或者更准确地说，我们在黑暗的环境中就变成了色盲。为什么会这样呢？这就要说到眼睛里的感光细胞了。眼睛里主要有两种感光细胞，一种是锥状细胞，另一种是杆状细胞。锥状细胞专门处理比较强的光，而暗光则由杆状细胞处理。因此，我们白天看东西，是锥状细胞在工作，到了晚上，就是杆状细胞在活动了。

锥状细胞和杆状细胞的分工相当明确。一个正常人，他的锥状细胞比较多、杆状细胞比较少；如果有人杆状细胞特别多，那么他的夜视能力就会非常强。杆状细胞虽然感光能力极强，却有一个致命的弱点，那就是它感觉不到色彩。所以我们在黑暗的地方看东西，虽然能够辨别出形状，但看不到颜色。因为这时上班的杆状细胞是个色盲！很多需要夜行的动物，比如猫、狗、狼、猫头鹰等，眼睛里的杆状细胞非常发达，所以它们不是色盲就是色弱。

我们不是动物，不了解它们的感受。或许它们的世界也没有我们想象得单调。就拿小狗来说，你可能听过这样一种说法，说狗的世界是黑白的，只认识黑、白、灰三种颜色。事实上，有研究发现，狗可以看到的颜色很多。虽然它们只能分辨部分波长范围内的颜色，比如蓝色、黄色、灰色等，但是，它们可以感知每一种颜色的明暗变化，能分辨浅蓝色、亮蓝色、土黄色……不过，对于红色和绿色，它们是真的分不清。因为“汪星人”缺乏感知红色和绿色的锥状细胞，所以，它们看到的红色和绿色很可能是一种颜色，只不过有深浅的变化罢了。

虽然狗是红绿色盲，但是它们超强的嗅觉和听觉完全可以弥补视觉的不足。更何况，狗狗的视野范围、夜视能力、分辨色泽明暗的能力，都比我们人类强太多，在我们看来相同的黄色，在它们看来却是十种不同的黄色。不仅如此，它们的适应能力也很强，即使眼睛看不见，依然可以在熟悉的环境中生活得很好。所以，用红绿色盲的狗狗做导盲犬，是安全的。

实验三　暗适应

在黑暗中，我们除了看不到颜色外，视觉也非常滞后。当我们从明亮的地方进入黑暗中，大约会有4秒钟的时间完全看不见东西。因为一旦进入黑暗的环境，锥状细胞就不工作了，而这时杆状细胞还没做好准备，等到它完全准备好，大概需要30分钟。

这个“准备”的过程其实是在合成一种叫“视紫红质”的物质，它存在于杆状细胞中，对弱光非常敏感。一旦到了黑暗的地方，视紫红质就会逐渐合成，大约在暗处待5分钟，可以生成60％的视紫红质，待30分钟，就可以全部生成。不过，如果在这个过程中受到干扰，比如突然有强光闪过，那么之前所有的准备都会前功尽弃，只能从头再来。而相比于“暗适应”，“亮适应”的过程就要快得多。所以在黑暗中，如果有强光一闪一闪，我们就会特别难受。晚上开车时看到对面驶来车辆的远光灯，也会觉得特别晃眼，很容易造成车祸。

伴随着“暗适应”，眼睛瞳孔的大小也会发生变化。当我们从明亮进入黑暗，瞳孔会在5秒内扩大到最大直径的23，完全扩大，大约需要5分钟。在这个过程中，瞳孔的直径可以由2毫米扩大到8毫米，使得进入眼球的光线增加10到20倍。

因为“暗适应”需要过程，在战争时期，对于需要随时待命的士兵来说，就非常不利了。尤其是飞行员，他们至少需要20分钟，才能够达到飞行所需的“夜视”水平。可是打仗的时候，怎么等得起20分钟呢？于是，在第二次世界大战期间，美国心理学家迈尔斯发明了一种特制的红光护目镜。戴上这种护目镜，即便是在明亮的室内，飞行员看到的也是偏暗的红色，这样一旦接到任务，就可以马上进入作战状态了。现在一些暗室里用红光照明，也是同样的道理。

实验四　用余光看星星

现在城市的光污染非常严重，抬头几乎看不到星星了。但是在远离市中心的地方，还是可以看到星星的。只要你仔细看，用眼睛的余光看，就会发现天空中其实隐藏着好多小星星。