人们眼中的世界为什么不一样?
很多人都听说过狗是色盲。准确来说,狗是红绿色盲。其实在哺乳动物中,除了灵长类以外,其他都是红绿色盲。
眼睛之所以可以看到东西,是因为眼睛里有两类细胞:一类叫视杆细胞,它们对颜色几乎没什么判断,但对有没有光是很敏感的,所以夜视能力就靠视杆细胞了;还有一类是视锥细胞,它能区分颜色,判断标准就是当某一种颜色照射它时,它传给神经的电信号很强,但其他颜色照射时传出的电信号就很弱。所以这两类细胞中一类负责识别有没有光,另一类负责识别是什么颜色的光。很幸运的是,所有哺乳类动物中只有灵长类有3种视锥细胞,其他哺乳动物都只有两种。人的3种视锥细胞分别在光的波长是560纳米、530纳米和420纳米时会输出最强的电信号,这三种颜色分别对应黄色、绿色和蓝色。其他哺乳动物都只有黄色和蓝色两种视锥细胞。所以从人的角度来看,所有哺乳动物都是红绿色盲。
科学家们发现,目前的爬行动物、鱼类、两栖类、鸟类绝大多数都有4种视锥细胞,也就是说它们能比我们看到丰富得多的颜色,世界在它们眼中是非常鲜艳的。难道我们灵长类越进化功能越弱吗?这可能是很多人对进化的一个误解。进化不一定是往越来越复杂、功能越来越强大的方向发展,而是往越来越适应环境的方向发展。哺乳动物虽然从侏罗纪就出现了,但一直只能算弱势群体,体形小,生活空间也小,大都是夜间出来觅食。今天很多哺乳动物都是由两亿年前夜行性哺乳动物那个分支进化来的。对于夜行性动物来说,分辨是什么远比分辨出颜色重要,所以几千万年前哺乳动物眼睛中要给辨识黑白用的视杆细胞腾出足够多的空间,这样它们在夜里才能看得更清楚。
一直统治地球的恐龙灭绝后,给哺乳动物腾出了生存空间,使后者数量猛增。不过,视锥细胞还是维持了当年的种类,因为在颜色分辨上环境和竞争物种没有造成足够大的压力,所以绝大部分哺乳动物之后就一直有黄、蓝两种视锥细胞。从恐龙分化出来的鸟类并没有灭绝,所以鸟类大部分都有夜盲症,太阳一落山就看不清楚东西。而灵长类动物异军突起,在某次偶然的基因突变过程中留下了3色视觉,这种基因在丛林中可以生出巨大的优势来,所以灵长类动物对绿色敏感的视锥细胞得以保留。不过这个基因在灵长类分支中存在的时间还不是很久,大约只有几百万年的时间。如果统计一下就会发现,人群中大约有6%的人缺少对绿色敏感的视锥细胞,他们就是红绿色盲者。严格地说他们也有绿色的视锥细胞,只不过数量比其他人少很多。其实,他们才是继承了几百万年前夜行性哺乳动物的祖先基因的人。不过因为丛林生活环境中能分辨出是不是绿色这个技能优势实在太明显,所以最终拥有3种视锥细胞的人占比竟然超过94%了。我们几乎没听说过什么蓝黄色盲,那是因为只要是哺乳动物就都有蓝、黄两种视锥细胞,只有少部分人没有保留刚刚发展出来的绿色视锥细胞,所以我们见到的绝大部分色盲都是红绿色盲。
知道了眼睛分辨颜色的知识和视锥细胞在哺乳类动物中演化的故事,我们就可以理解另外一件事了:为什么老虎披着一身黄黑条纹相间的皮毛,竟然可以在温带的丛林里捕食。我小时候一直很困惑,因为丛林里的老虎即便有一身的条纹,但黄黑的颜色在绿油油的背景中实在太显眼了,它们到底是怎么隐藏自己的?现在我们知道,在梅花鹿的眼中,老虎和草都是深深浅浅的黑黄色,因为梅花鹿看不到绿色。这样,老虎身上的条纹就起到了隐蔽的作用。
如果我们眼睛里有一组开关可以关闭绿色视锥细胞的神经传递,那么关闭和开启时我们看到的世界相差是非常大的。鸟类如果有高智商,它们也会意识到人类眼中的世界是非常乏味的吧。不过也有例外,2012年加州大学欧文分校就确认了一个拥有4种视锥细胞的人。这名女性叫Concetta Antico,她多出来的那种视锥细胞对应橙色。她眼中的世界是什么样的呢?这个我们谁也没法描述,但理论上说她所见到的东西都比我们正常人看到的颜色更容易偏黄偏红。欧文分校的科学家们通过研究她的基因,发现突变的基因发生在X染色体上,分别在OPN1MW和OPN1MW2两个位置。这方面女性有着先天的优势,她们既不容易成为红绿色盲,又更容易变成拥有4色视觉的人,而且据估计,拥有4色视觉的女性占整体女性的2%。这绝不是一个小群体,但想确认实在太难了,被确认的人凤毛麟角。这位Concetta Antico之所以出名,是因为她除了是一个拥有4色视觉的人,还是一位印象派画家,所以她的作品除了是艺术品外,还有一些科研的价值。美术专业的人评价她的作品是:颜色严重偏紫,而紫色是绘画中比较慎用的一种颜色。有一种理论认为, 某些色彩会抑制人们对其他色彩的感受程度,比如黄色和紫色就是一对。黄色出现时,人眼对紫色的感受能力就弱一些。这位女画家眼中可以更敏感地接收到黄色,所以她看到的东西中紫色给大脑形成的刺激就不足。她认为是色彩均衡的画,在我们这类对黄色没那么敏感的人看来就会明显觉得偏紫。拥有4色视觉的人,她们的视锥细胞对光线的敏感波长仍然落在可见光区域内,可见光的波段是400~750纳米。但如果新变异出来的视锥细胞的敏感波段能落在紫外或红外区域,那他们眼中的世界将会完全不同。
解读
有些读者接触了硬科普,尤其是那种以批判为主要风格的内容后,最初会变得较真和吹毛求疵。这种心态可能在后续大量阅读中慢慢消失,但如果没有后续的大量阅读,往往就会停留在这个阶段。这样就很容易变成一个视野狭窄的人,也很可能变成一个在社交中不受欢迎的人。
科学视角只是众多视角中的一种,它最大的作用是帮你高效积累知识,因为经过核实和订正的内容是最不容易推翻的。19世纪初曾经出现过一个词:科学主义。这是一个偏贬义的词,它把一切事物都理解成机械式的、公式化的,认为只要测量准确,就可以无所不知。科学主义的兴起和生产效率大幅提升密切相关。由科学引发的财富和自信心的爆棚让很多人太过自信。但这种心态是对科学的错误理解,它代表不了科学。科学是一种思考方式和纠错机制,它包含500年来那些尚未被证伪的具体知识。这提及了很多科学知识,也渗透了不少科学视角的观察,可以算一种用科学视角看世界的示范。
在生活中,用这种视角可以过滤掉很多垃圾信息,它们有的是纯粹赚取流量的短视频,更有一些是骗局。用这种视角看待历史人文领域时,那些和数学规律相吻合的,那些体现着演化特征的,那些证据清晰推理严密的,那些排除了主观情绪影响的,那些不强说理由的内容都会被你首先挑出来阅读。而这些往往也是学术主流最认可的高质量内容。这种特别的阅读“品味”会很快把你牵往某一个领域的学术主流方向,客观上就达到了高效积累知识的结果。