一、為什麼我們看到的物體是立著的?
二千多年前,春秋的技術之神墨子搞過一個光學實驗,他在一間四面密閉的房間中的一面鑿開一個小孔。光線從那裡透入室內,在牆面上形成了倒立的影像。這就是世界上最早的“小孔成像”。後世的相機也是根據這發展而來。
墨子研究小孔成像,注意小孔成像,大孔成影。
當然,在這實驗之前不知多少年,人類早就把“小孔成像”應用於生活。因為每個人身上都有兩間暗室,那就是眼球,暗室上的小孔就是瞳孔。
可能有人會注意到一個細節,那就是小孔顯現的影象是反的啊,可為什麼我們看到的世界不是反著的呢?
眼球內生成的影象當然也是反的。但所以我們沒有注意到,那是因為它們已經在我們的大腦中被糾正好了。大腦有著世界最神奇的計算機能,以致於我們幾乎沒有察覺到它的執行。
二、人類終於成了千里眼當光線從外射入眼球,透過結膜、眼角膜、房水後 ,終於穿過了瞳孔,這時還要經過一塊透明的有機“玻璃”,那就是晶狀體,厚4釐米,其作用就是聚焦,類似於你在手機像機中朝著人臉點那一下的作用,讓影象變得清晰而能看清細節。這在眼睛中是透過四周的懸韌帶調節晶狀體的曲度完成的。
白內障眼睛
晶狀體富有彈性,它也靠房水滋養,但如果人老了的話,懸韌帶的調節功能就會變差,這就會形成老花眼,更倒黴的是有些老人的晶狀體會變渾濁,這就是白內障。這時可能就不得不把它移除了,植入人工晶體。否則,人就會失明。
光線穿過了晶狀體才算真正進入了眼睛內部。事實上眼球並不是空心的,裡面填充滿了玻璃體。
玻璃體當然不是玻璃,而是一種透明的膠狀液體。有了它才能把眼球撐起來。但它的病變也就是造成近視或飛蚊症的主因。因為近視就是眼球增大,玻璃體卻無法增加而導致液化,這使得小孔呈像的聚焦無法落在眼球壁上的視網膜上面,這就造成了視線模糊。近視眼鏡就是種凹透鏡,中間薄,邊緣厚,這樣使射入眼睛的光線比正常情況下更分散,而經過晶狀體和玻璃狀調節後,正好可以把聚焦的影象落在視網膜上。
飛蚊症
近視眼是凹透鏡,如果能在它的前面加上塊凸透鏡就成了望遠鏡。光線可以以前面的凸透鏡當物鏡聚集,以後面的凹透鏡當目鏡散開,這樣人就能看清遠方的東西。只是一隻眼睛戴兩塊鏡片會很麻煩,目鏡與物鏡間也必須有足夠的距離,這樣才能成像,沒人會把那麼長的東西戴在頭上的。
可是......等等,三星堆青銅直目人相不就類似這樣的造型?奇怪的是同樣的造型在其他地方的出土文物中並沒見過。聯絡起《蜀志》中提到的“蠶從縱目”和《山海經》中說的燭龍“直目正乘”的神話,真讓人浮想連篇。到底是古代真有長這樣眼睛的神人,還是他們實際是將望遠鏡戴在頭上的宇航員?
青銅縱目人像
同樣有意思的還有《封神演義》裡的甲子神楊任。他的神眼是生於自眼眶中長出的手掌裡面。這種造型看似怪異,卻也很實用,首先就把人眼側面和腦後的視覺盲區消除了。因為正常雙眼的視野角度總和不過200度,而有立體感覺的範圍不過120度。這還不涉及上下掃視能達到的區域,最多也就是水平線上50度與水平線下70度。但在類似手臂的關節作用下,可以幾乎完美的解決這個問題。而且長長的手臂也可以當做鏡筒,看樣子也是直目的全面升級。當然要將整個360度範圍內的影象分析處理也會是翻倍的工作量。但神的大腦會和人的大腦一樣嗎?
楊任
神的身體結構真讓人著迷,所以現在人類也在模擬這樣的視野,無論中外,都在研發360度全景頭盔,這種頭盔可以讓使用者無死角的環視在自己周圍的一切。這對飛機、坦克的駕駛都很有幫助。需知二戰中,很多坦克就是被人在死角中塞入爆炸筒擊毀的。
雖然這現在還只能應用於軍事上,但應該儘早會在民用上使用。因為現在的汽車駕駛也存在盲區,那就是有名的“AB柱”,因此造成了很多慘禍。而全景視野正可以解決這一問題。
正在研發中的全景頭盔
三、在低能見度下看到物體似乎我們已經快趕上傳說中的神仙了。但他們的能力卻不僅限於此。無論楊任還是孫悟空,他們的視力不僅能看遠,還有穿透力。在一群神目如電的神仙中,最有故事的當數軒轅黃帝的座下大將離珠,傳說中他有三個腦袋,在百丈(約三十三米)開外能夠看到鳥獸秋天長出的細毛。黃帝與蚩尤大戰時,蚩尤放出濃霧讓黃帝的軍隊幾乎面對面都看不到對方。卻只有離珠能夠在這霧中視力如常,這才穩住了已方的陣腳。
神的能力當然讓人羨慕,但真的不能達到嗎?
我們得了解下到底是什麼決定人類能夠在暗中看到東西。那就接著我們的體內之旅吧,現在影象終於落在了眼睛的內部了,那裡就是視網膜的位置。所有的影象都會在這裡被解析成為電訊號透過視神經的連線傳匯入大腦。視網膜能夠做到這一點是因為這裡從生著兩種細胞,一種是視杆細胞,一種是視錐細胞。它們就是眼睛的光感受器。
視杆細胞和視錐細胞
為什麼會分為兩種呢?因為它們對於光的感受能力是不樣的。視杆細胞類似黑白膠捲,可以在光照度很低的情況下感光,而視錐細胞類似彩色膠捲,對光線的明暗程度有要求。因為色彩本來也有明暗之分,所以在比較暗的情況下視錐細胞的感光能力是遠不如視杆細胞的。
因為視網膜內部的空間有限,所以視杆細胞與視錐細胞你必須二選一。這也就決定了生物的日行性與夜行性。夜行性的生物如貓頭鷹,一般都擁有又大又圓的眼睛,這是為了讓光線更多的透過,然而這會讓它們在白天難以活動。而像鷹、雞這樣的鳥類則在白天擁有銳利的視野,而在晚上會夜盲。這是因為不是誰都能生有貓一樣的可改變大小的瞳孔的。
但鳥類也有鳥類的優勢。那就是視錐細胞。一般來說,人類的視錐細胞只有紅綠藍三種。但鳥類卻有四種,分別是紅、綠、藍和紫外。
這樣的圖肯定是不真實的,因為我們都是人眼,只能說有些難看的鳥兒如雌鳥,在它們自己眼中肯定光彩奪目
這是自然的最大秘密之一。因為人眼能夠看到光其實是這個世界存在的光的很少一部分,約為實際的十萬分之一。下面瞭解一個有關的真實故事吧。
在上個世紀五十年代,中國人民志願軍在朝鮮半島為了保家衛國與美軍展開了激烈撕殺。那時我們的武器不如人、補給不如人、兵種支援不如人,但是我們卻找到了逆轉我們劣勢一個關鍵,那就是夜襲。
這是我軍在千錘百煉中錘鍊出的寶貴經驗。在白天我們頑強地抵抗美國人的瘋狂進攻,而在夜裡他們休息時,我軍隱蔽地接近敵人,一口氣發起突襲,將對方消滅。
美軍被打得屁滾尿流,當然十分惱怒。但哪怕是他們中最精銳的陸戰一師,在夜戰中也不是我軍對手。對此美國人十分頭痛,甚至說:“白天屬於美國,夜晚屬於中國”。視我們在黑夜中神出鬼沒的戰士為魔鬼。最後不得不想出讓黑人士兵來負責夜間值勤的“高招”,希望用他們完美與黑夜融合的膚色來抵擋我們的進攻,但也收益甚微。
夜戰朝鮮
為什麼會這樣呢,難道我們不是一樣的人類嗎,可為何美軍的夜視能力遠不如我們的戰士?
後來人們將這歸結於美國夜生活的豐富,說美國大兵的眼睛早已經適應晚上的燦爛燈光,對夜間的微光不再敏感,當然不是當時連電都還沒有,熟悉與生俱來的黑暗的志願軍戰士對手。
似乎這一觀點十分“科學”,這也就是視杆細胞和視錐細胞的關係。視杆細胞多長,視錐細胞當然少些,反之亦然。對比當時美國五光十色的生活,中國人當時的色彩世界好象真是沒有那麼豔麗......
但這個解釋實際上帶了西方的傲慢。如果說中國的勝利來自於窮困的生活,但回到同樣貧困的古代,中國自春秋戰國時期就發展出了夜戰,這甚至早成為了常規戰法之一。但西方人的夜戰卻一直保持在比較原始的狀態,最常見的也不過是借夜色推進,一直到二戰時期,西方軍人也是一般到晚上就下班休息,幾乎沒有夜戰的概念。
古代的中國軍隊夜戰遠多於西方
聯想起虹膜的色素問題,這裡面的問題可能還要複雜很多。只是現在還沒有公開的研究報告出來,我也不敢妄自結論。但是無論如何,在朝鮮戰場上吃了大虧的美國人從此在夜視領域展開了研究。
我們都知道,要有光射入眼睛才能看到東西。但不是每個人都知道光也是種電磁波,與手機接受的無線電、微波爐裡的微波、醫院裡的X射線在本質上是同一個東西,只是波長和頻率不同。
最常見的“波”就是水波,所謂“波長”就是指波的高峰與低谷間的距離。是幾微米還是幾米。而“頻率”就是其向遠方傳輸速度的快慢。所以波長越長,頻率就註定越短,而反之亦然。
水波
如果把人眼可以見到的光按其波長和頻率排列的話,紫光的頻率最快,紅光的波長最長,它們分居可見光譜的左右兩端。比紫光波長更短但頻率更快的光就是紫外線,比紅光波長更長,但頻率更慢的光就是紅外線。
電磁波譜
其實世間萬物只要能量轉移就會有電磁波產生,只要有溫度就會向外輻射紅外線,也就是說世界大部分生物都會自已發光,區別只是在你是否能看到而已。就像鳥眼能看到人眼看不到的紫外線。而蛇就能“看到”紅外線。不過它的構造不在眼睛裡而在眼睛與鼻子間的頰窩,在那裡紅外線能產生生物電流,有助於蛇的捕獵。
這就給我們以思路,雖然人眼看不見紅外線,但是可以透過儀器捕捉到。如果透過電子器件將其轉化為人眼能看到的影象,那就是紅外線熱像儀。
朝鮮戰爭後,美國人開始了紅外線熱像儀的研發。到現在已經實現單兵必備,而且不受煙霧等多種惡劣天氣影響。這讓他們的夜戰能力大增。
紅外熱像儀中的世界
值得欣慰的是,現在我國也不是當年的一窮二白了,我們也不會以光榮的夜視傳統而驕傲自滿。在今天,我們的科學家也研發出了屬於我們自己的紅外熱像儀。雖然比諸美國產品不能夠說超越,但也絕對不會再只憑著我們戰士的裸眼保衛家園。
而不管這種紅外熱成像技術是被誰所掌握,我們都可以說,人類在向超越神的道路上又邁了大大的一步。
4、看透五臟六腑有關電磁波譜的另一端,也有個神話。
春秋時,有個旅店的小主管,名字叫“秦越人”,他聰明伶俐記性好,更有一般人沒有的熱心腸,因此大家都喜歡他。
旅店有個常客叫“長桑君”,來來往往住了十幾年的店。大家都當他是個普通的客人。但秦越人卻感覺這人不普通,對其非常恭敬照顧。有時幫點力所能及的小忙。因此,長桑君也對這個年輕人有了好感。
秦越人拜師
一時的好感不難,幾十年的好感不容易維持。但兩人居然就這樣維持下來了。結果有一天,長桑君神神秘秘地叫秦越人和自己一起進了房間,然後告訴對方:“我其實是個醫生,一直在找傳人,現在我感覺你很合適,想把本事傳給你。”
吃了那顆藥,秦越人感覺自己看到的人體出現了變化,他幾乎能夠看穿人體的五臟六腑!整個人的身體狀況都明明白白地在他眼前展現。
從此秦越人成為了名揚天下的名醫,他一出手可謂活死人肉白骨,有很多著名醫案,象“治於未病”、“病入膏肓”、“起死回生”都是由他來的。
秦越人醫術太高,名氣太大了,世人都認為只有上古神醫扁鵲才能和其媲美,所以也叫他“扁鵲”。結果久而久之,人們居然忘記了他的本來名字。只叫他“扁鵲”。
神醫扁鵲
到了今天,現代人也已經能夠像扁鵲一樣看到人體五臟,這就是X射線。其實它也是一種光。只是波長比紫外光更短,所以能夠穿透人體的皮肉組織。但堅硬的骨骼它是穿不過去的。因此產生了人體內部的影像。
不過要想達到扁鵲的水平還是不容易,因為自然界的X射線很少。現在人類也只會主動生成X射線穿透人體來感光。這可能對人體有一定損害,所以一般照X線的診室都在地下,還得用鉛塊來阻擋它的散佈。
X光透視
不過在廣大的電磁波譜中,也許還有數量較多,還能穿透人體的光存在。就像傳說中的“經脈真氣”,也極有可能就是種電磁波,只不過發現還需要時日。
眼睛中還有很多秘密,如盲點、視凹、第三隻眼等等。人們也逐漸學會了利用它們玩各種有趣的遊戲。其中最有名的就是日本視錯覺大師杉原厚吉,他的作品真的讓人目瞪口呆。但是中國現在還缺乏這樣的大師。也許他就會出現在我們之中。也許當普通人都會利用這些視錯覺時,我們距離神就會又會更進一步吧。
杉原厚吉作品