我们如何看见

光作用于视觉器官，使其感受细胞兴奋，其信息经视觉神经系统加工后便产生视觉。通过视觉，人和动物感知外界物体的大小、明暗、颜色、动静，获得对机体生存具有重要意义的各种信息。至少有80%以上的外界信息经视觉获得，视觉是人和动物最重要的感觉。

眼睛是人类最重要的感觉器官，大约三分之二的身体感觉细胞位于眼睛里。当然，只有一小部分的波长可以被人眼接收到，X射线和微波都是人眼看不见的。视觉和视觉系统帮助一个人更容易地注意到一个品牌的设计、包装以及商店内饰的变换。

我们是如何看到东西的呢？很早以前就有人提出这个问题了。曾经有人认为是眼睛发出光线，这些光线碰上物体，人才看见那些物体。还有人认为眼睛发出触须那样的东西，通过触摸而看到物体。实际上这些看法很容易驳倒。如果人眼能发出光线或触须，那么为什么在黑夜看不见物体，而一开灯就能看见了呢？

直到公元11世纪，阿拉伯科学家伊本·海赛木才纠正了这一看法。他认为光线是从火焰或太阳发出，射到物体上，被物体反射后进入人眼，人因此看到东西。

人的眼分为感光细胞（视杆细胞和视锥细胞）的视网膜和折光（角膜、房水、晶状体和玻璃体）系统两部分。其适宜刺激是波长为370~740纳米的电磁波，即可见光部分，约150种颜色。该部分的光通过折光系统在视网膜上成像，经视神经传入到大脑视觉中枢，就可以分辨所看到的物体的色泽和分辨其亮度。因而可以看清视觉范围内的发光或反光物体的轮廓、形状、大小颜色、远近和表面细节等情况。

光线通过眼内折光系统的成像原理基本上与照相机及凸透镜成像原理相似。按光学原理，眼前六米至无限远的物体所发出的光线或反射的光线是接近于平行光线，经过正常眼的折光系统都可在视网膜上形成清晰的物像。当然人眼并不能看清任何远处的物体，这是由于过远的物体光线过弱，或在视网膜上成像太小，因而不能被感觉。当两个物点发出或反射的光线进入瞳孔经晶状体折光后成的像落在同一感光细胞上时，便不能被分辨，而感光细胞是有一定大小的，因此其密度是有一定限度的。因此，人眼便有一定的分辨率。该分辨率用参数最小角分辨率来表征。离眼较近的物体发出的光线将不是平行光线而是程度不同的辐散光线，它们通过折光系统成像于视网膜之后，因此，只能引起一个模糊的物像。而正常眼，无论远、近物体，通过折光系统都能在视网膜上形成清晰的物像，这是由于正常人眼具有调节作用。眼的调节主要靠改变晶状体的形状来调节，这是通过神经反射而实现的。当模糊的视觉形像经神经传至大脑皮层视觉区，可引起下行冲动传至中脑动眼神经副交感核，经睫状神经传至睫状肌，使其中环行肌收缩，引起连接晶状体的睫状小带松弛。由于晶状体本身具有弹性，故而向前方及后方凸出，折光力增大，使辐焖射的光线能聚焦前移，成像于视网膜上。物体距眼球愈近，则达到眼球的光线的辐射程度愈大，则晶状体变凸的程度愈大。反之，视远物时，则晶状体凸度减小。人眼晶状体的调节能力随年龄的增长而逐渐减弱。其主要原因是晶状体弹性逐渐丧失。因此，老年人的眼只能看清远处物体而看不清近处物体，必须配戴适当焦度的凸透镜，才能使进入眼内的辐射光线成像于视网膜上，这一现象称为老花眼。(www.daowen.com)

此外，若眼的折光能力异常或眼球的形态异常，平行光线不能聚焦于视网膜上则称为异常眼，如近视和远视等。近视多由于眼球的前后径过长，使来自远方物体的平行光线在视网膜前聚焦，以致视力模糊。纠正近视眼的方法是配戴一定焦度的凹透镜，使入眼的平行光线适当辐射在视网膜上聚焦。远视则是由于眼球的前后径过短，进入眼内的平行光线成像于视网膜之后，引起视觉模糊，这时眼进行自身调节，晶状体凸出，使平行光线形成的像前移，落在视网膜上。可见，远视眼在看远物时即需用眼的调节能力。人眼看太远和太近的物体时，眼球都要进行调节，也就是改变眼球的突起程度，但有一个距离恰能使眼睛不用调节就能看清楚，这个距离就叫明视距离。也就是说眼睛看明视距离处的物体是感觉最舒服的。最适合正常人眼观察近处较小物体的距离，约25厘米。这时人眼的调节功能不太紧张，可以长时间观察而不易疲劳。因此，看近物时，晶状体的凸度将很快达到最大限度，不能使近物成像于视网膜上。纠正的方法是配戴一定焦度的凸透镜，使远方物体发出的光线经过凸透镜辐射后进入眼内而成像于视网膜上。在眼的调节过程中，除晶状体发生变化外，还可出现瞳孔的变化反应。视近物时，瞳孔缩小，这种反应可减少进入眼内的光线和减少折光系统的球面像差，使成像清晰。这种变化也是上述调节晶状体反射活动所引起的。冲动经动眼神经的副交感纤维传至睫状肌外尚可沿另外一些副交感神纤维传至缩瞳肌，引起兴奋而使瞳孔缩小。瞳孔的大小还可随光线的强弱而改变。在光亮处瞳孔缩小，光暗处散大，这种瞳孔大小随视网膜光照度而变化称之为瞳孔对光反射。其反射过程：强光作用于视网膜，引起的神经冲动沿部分视神经纤维传至中脑的顶盖前区经换神经元，然后达到同侧和对侧动眼神经核，再经动眼神经中的副交感神经传至瞳孔括约肌，引起瞳孔括约肌收缩，而使瞳孔缩小。对光反射的消失，常常是中脑或其他中枢部位有病变的征象。对光反射还可用于推测全身麻醉药的作用深度。如对光反射消失，则说明中脑已麻痹，则应停止给药以免引起延髓麻痹而死亡。

人眼视觉工作机制

我们人类眼球有种细胞可以区分各种颜色，我们称其为锥体状细胞（视细胞）。锥体状细胞可分为三种类型——蓝、绿、红，即光的三原色，每种类型视细胞经过不同波长的光发生不同的连锁反应，引起视觉。每次睁眼，三种视细胞被激活并往神经中枢（大脑）输送信息。大脑收集联合各种信号，产生色觉，然后通过言语描述出来我们看到的是哪种颜色。

视觉是个复杂混合体，但是对颜色种类的计算却极其简单。每种视细胞能区分上百种色度，因此可组合的颜色总数达上百万种。如果移除其中一种视细胞(科学家称为三色视觉变为双色视觉)，那么可组合的颜色总数会减少100倍到1000倍。几乎所有其他哺乳类动物，包括狗和新世界猴，都是双色视觉的。能与我们人类相竞看这美丽世界的只有鸟类和某些昆虫类，它们甚至还能看到光谱中的紫外光。

最近有研究指出，还存在一类人群，能看到更多的颜色。这类人群拥有四种类型的视细胞，或许能看到光谱以外的非可见光。四种类型视细胞形成所谓的四色视觉，有可能分辨出一亿种颜色，每种相近的色调能细分上百种更细微的颜色，这些颜色难以命名，诸如颜料板上也难以调色出来。由于感官色彩是个人的视觉体验，这类人群也并不知道他们看得到比我们的视觉范围外更广更多的色彩。