人眼的視錐細(xì)胞對波長555納米左右的光最為敏感,令人高興的是,氧氣發(fā)出的綠光恰好落在這個敏感區(qū)域。也就是說,人們應(yīng)該很容易看見極光的綠色,可事實果真如此嗎?
美國科普作家、《冥王星吃起來是什么味道?》一書的作者鮑勃·貝曼非常喜歡極光,每年都會組織愛好者一同去觀賞極光。2014年阿拉斯加年度極光之旅中,貝曼發(fā)現(xiàn)了一件非常有意思的事:有些人千里迢迢地來看極光,卻根本看不見極光的美麗顏色。對他們而言,極光是灰白色的。
貝曼當(dāng)時很震驚,因為在他眼中,極光的綠色是如此地絢麗奪目。貝曼很好奇,于是統(tǒng)計了同行44人眼中所看到的情況,結(jié)果發(fā)現(xiàn):有一半的人能看到色澤飽滿的綠色;1/4的人認(rèn)為極光是淺綠色的;剩下1/4的人則什么顏色都沒看到。
為什么他們看不見極光的顏色呢?這是因為光線昏暗時,不同的人感知色彩的能力是不同的,也可以理解成明視覺是不同的。
光線很暗時(即亮度為10-6~10-3坎德拉/立方米,坎德拉/立方米是光亮度單位,是指單位面積的發(fā)光強(qiáng)度),人眼起作用的是暗視覺:光線被視網(wǎng)膜的視桿細(xì)胞接收。視桿細(xì)胞不參與色覺形成,只感知明暗,形成黑白二色。它對波長500納米左右的綠光最敏感,對波長640納米的紅光最不敏感,所以綠光呈白色,而紅光呈黑色。光線明亮?xí)r(即亮度為100.5~108坎德拉/平方米),起作用的是明視覺:光線由負(fù)責(zé)色覺形成的視錐細(xì)胞接收,形成各種美麗的顏色。光線介于二者之間時(即亮度為10-3~100.5坎德拉/平方米),發(fā)揮作用的是中間視覺,即視桿細(xì)胞和視錐細(xì)胞都能發(fā)揮部分作用。
當(dāng)然,上述劃分光線強(qiáng)度的界限只適用于大部分人,因為不同的人對光的敏感程度是不一樣的。即某強(qiáng)度的光線可能對大部分人來說是明亮的,足以激發(fā)明視覺,但對有些人來說,這種亮度卻不足以激發(fā)明視覺,起作用的是中間視覺或暗視覺。貝曼遇到的有趣現(xiàn)象就是最好的例子。
對大部分人而言,極光的強(qiáng)度能夠激發(fā)明視覺,即視錐細(xì)胞能接收到極光較弱的光線,并形成色覺,所以大多數(shù)人可以看見極光的絢爛色彩。但有些人的視錐細(xì)胞對弱光不夠敏感,微弱的極光全部由視桿細(xì)胞接收,因此他們眼中的極光是灰白的。還有一部分人對光的敏感程度一般,起作用的是中間視覺,故而他們能看見極光的顏色,只是色彩相對黯淡。
大科技·科學(xué)之謎2016年11期