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以下为《生命的色彩:我们为什么没有绿色的头发》音视频演讲实录的部分内容,订阅非凡精读VIP即可获得包括本书在内的全馆内容。
书友,你好,欢迎来到非凡精读馆,我是金铂医生。今天,我给大家带来的这本书叫作《生命的色彩》,它还有一个副标题:我们为什么没有绿色的头发。
是的,我们为什么没有绿色的头发呢?大家好奇吗?再比如,为什么北极熊是白色,人的血液是红色,而有些动物的血液却是蓝色,或者没有颜色?为什么灵长类动物主要是三色视觉,而大多数哺乳动物却是双色视觉?
知识延伸:北极熊的毛发颜色实际上是透明的,但经光线的折射后,看起来是白色的。
本书作者史钧是一位生物学博士。他从生物进化的角度,讲述了生命体呈现各种颜色的原因,探讨了色彩和我们的视觉、体温调节、体型大小、毛发,以及社会交往等方面的关联。看完这本书,你会发现,我们的生命中呈现的那些色彩,原来这么不可思议。
这不仅是一本涨知识的书,而且还非常有趣。同时,它也让我们更了解自己从何而来,如何变成今天这个样子。
之所以会写这本书,主要源于作者的一次邂逅。
有一天,作者在路上碰见一位年轻的妈妈带着一个可爱的小朋友。在他们擦肩而过的那一瞬间,他听到小朋友问:“妈妈,为什么我们没有绿色的头发?”
这个问题引发了史钧老师的深思,它看似幼稚,其实一点也不简单。因为每一种色彩背后的科学原理是非常复杂的。
有关色彩的研究,人类已经持续了很多年。举个例子:你知道大海为什么是蓝色的吗?一百多年前,这个问题的答案是一位英国物理学家瑞利给出的。他认为,大海之所以呈现迷人的蓝色,是因为反射了天空的蓝。
但是,1921年,来自印度的另一位物理学家拉曼开始探索新的解释。
一次,他去英国做学术演讲。演讲结束之后,他取道地中海乘船回国。在船上,有个小男孩问了同样的问题:大海为什么是蓝色的?他把瑞利的答案告诉了小朋友,但是,作为一位科学家,他非常严谨。他也没有证实过这个问题,所以,答完之后,心里有点不安。于是,拉曼在此后的一年里,针对这个问题进行了研究,终于揭开了答案。
大海之所以呈现蓝色,并不是因为反射了天空的蓝,而是因为海水很少吸收蓝光。它把阳光中其他颜色的光,像红光、黄光、橙光都吸收了,剩下的蓝光就在海洋中形成了散射,所以大海就呈现出了蓝色。
给大家普及一个知识点,就是我们看到一个物体呈现某种颜色,往往代表它不吸收这种颜色的光。
一、眼睛的进化
大海如此,其实生命也是如此。为什么我们的生命会呈现多姿多彩的颜色呢?接下来,我们来了解本书的第一部分,从眼睛、光线和色彩说起。
我在《不可思议的人体》中讲过,人有五种感觉,分别是视觉、听觉、嗅觉、触觉和味觉。
1.眼睛在五感中有什么优势
我们做一个假设。如果我们突然置身于一个没有一丝光线、伸手不见五指的山洞,这时,你会利用哪种感觉探知周围的环境?我们最企盼的是什么?企盼能有一丝光线。因为视觉和其他四种感觉比起来,有着无与伦比的优势。
第一,光速是30万公里每秒。对地球上大多数生物来说,我们可以得到实时图像,近乎没有时间差。
第二,光线可以从各个方向反射,我们得到的信息是最立体、最准确的。于是,地球上大多数的动物都进化出了视觉。
那人的眼睛又是怎么通过光线产生视觉的呢?首先,跟大家复习一个物理概念,就是光的基本组成单位是什么?是光子。无论什么光波都是由基本的光子组成的。当光子击打到物体表面时,光能会传递电子给物体,然后电子会脱离原子核的束缚在物体表面自由移动,接着形成电流。这就是物理上的光电效应。人的眼睛之所以能够看到光,形成图像,就是眼中发生了光电效应。
人眼的构造特别精巧,像一个相机。打个比方,我们的白眼球医学上叫巩膜,相当于相机机身,黑眼球的虹膜和瞳孔,相当于相机光圈。你看,我们可以通过调整瞳孔的大小,控制进入眼睛光线的多少,比如,在光线特别强时,我们的瞳孔缩小,黑暗时,瞳孔散大。另外,人特别紧张时,瞳孔也会受交感神经支配而瞳孔散大。为什么?我们要有足够多的光线和视觉信息,准备搏斗或者逃跑。我们眼中还有角膜和晶状体,它们就像一组透镜,可以把进入眼睛的光线进行折射后,准确地落在视网膜上,然后形成图像。
2.眼睛是如何进化出来的
眼睛对生物体来说非常重要,根据科学家对化石的研究发现,眼睛大概诞生于五亿多年前,就是寒武纪,就是此时出现了生命的大爆发。
- 从感知光线到看到图像
原始生命体的眼睛结构,并不像我们现在的这么精巧和复杂。原始眼睛只是一些感光细胞,叫作光敏细胞。它们不能形成图像,只是能感知光线的强弱。比如现在的一些生物,像蚯蚓、蜗牛的眼睛就是光敏细胞,用来感受光线强弱的。