探秘——世界未解之謎(人體篇) 第12章 眼睛為何能夠分辨顏色
    據醫學專家確認,在正常條件下,人眼能分辨光譜中的色相有150多種,再加上譜外品紅色30餘種,共約180種。為應用方便,就以光譜色序為色相基本排序即紅、橙、黃、綠、青、藍、紫。但是有一點專家迄今還弄不明白,那就是人眼為什麼具有分辨顏色的功能呢?一段時間以來,大家爭論不休。

    對於這個問題首先做出開創性貢獻的是著名的物理學家牛頓,他通過自己著名的稜鏡分光實驗告訴人們,客觀上顏色並不是光的屬性,而是人在觀察物體時,由不同波長的光刺激眼睛後產生的一種主觀上的感覺。在此基礎上,18世紀的人們認為,世界上普遍存在的就是紅、藍、綠三種原色,所有其他顏色都是三種原色以不同方式混合而產生的。不僅如此,在牛頓這一理論誕生後的很長一段時間裡,人們把所有專注都放在了對色覺現象的描述上,而忽略了對這種色覺到底是如何產生的研究。

    對色覺系統研究的序幕是由另一位英國物理學家托馬斯?楊揭開的。托馬斯?楊在自己1802年發表的一篇論文中指出:紅、藍、綠三原色並非是光的基本顏色,而應該是眼睛中某種對光敏感的機制所決定和產生的,他的這種說法在1867年得到了德國物理學家赫爾曼?路德維格?赫姆霍爾茲的支持,而且赫爾曼對托馬斯?楊的理論又做了進一步的補充,他指出:在人眼的視網膜中可能存在三種分別對紅、綠、藍敏感的機制,這三種機制在不同波長的光的刺激下會產生不同的信號並將這三種信號傳至大腦,從而在大腦中產生不同顏色的感覺。這一理論的提出轟動了當時的科學界,被當時的人們形象地稱之為楊——赫姆霍爾茲三色理論。

    三色理論使一些重要的色覺現象得到了科學的解釋。例如,無論什麼顏色都可以用紅、綠、藍色調配出來。但是三色理論也有無能為力的時候,比如為什麼沒有一種顏色看起來既像紅色又像綠色?在這種情況下,其他的色覺理論便應運而生。比如「拮抗色理論」。

    拮抗色理論認為世界上的原色應該有6種並相互配對,即紅和綠、黃和藍、黑和白,這三組顏色之間彼此是不相容的,所以也就不存在帶綠的紅色和帶藍的黃色,正是這種拮抗的機制形成了色覺的基礎。拮抗色理論解釋了三色理論無法解釋的某些色覺現象。幾百年來,這兩種理論的支持者一直爭論不休,但都沒有說服對方。

    如今,人們對這一問題的研究又找到一條新的路徑,那就是從視網膜的感光細胞著手,然後循著視覺信息傳遞的次序推進來考察,看看我們的眼睛是如何分辨顏色的。日本科學家在這一問題的研究上已經走在了世界的前列,他們提出在人的視網膜中能夠辨別顏色的細胞是視錐細胞,並且通過對鯉魚的視網膜視錐細胞的研究發現,這種細胞有三種類型,分別對紅、綠、藍光最敏感。此後在1983年,美國科學家在對猴子的視網膜研究上也得到了類似的結論,由此看來,150年前楊——赫姆霍爾茲三色理論確實有一定道理。但是後來的科學家發現,視錐細胞所產生的紅、綠、藍信號並沒有像三色理論假設的那樣由專線向大腦傳遞,而是以紅、藍、綠三色進行編碼,此後是編碼以拮抗成對的形式進行傳遞的。如此看來,拮抗色理論似乎也是正確的。但是新的問題又產生了,視錐細胞的三色信號是怎樣編碼成色拮抗的呢?

    如此看來,要想揭開這個謎,使色覺奧秘大白於天下,還需科學工作者繼續孜孜不倦的探索。

    人為何會直立行走

    長期以來,直立行走被認為是人類出現的標誌之一,也是人與動物最關鍵的區別,在大自然中,沒有一種動物能夠像人類那樣直起腰板,挺起胸膛,抬起頭來,昂首闊步地行走。1924年,南非人類學家達特在南非發現了早期的人類祖先——南方古猿,儘管其頭顱還非常原始,但是腳和腿卻比較進步,已經具有了直立的能力,他們的大腿骨與現代人類相差無幾。1929年,考古學家在北京猿人洞中發現著名的北京猿人,他們的大腿骨已經很發達,直立行走的腳是他們的代表。但人究竟是怎麼「站起來」的,學界一直眾說紛紜。

    有人提出了一種「熱假說」,他們對人類進化的搖籃——肯尼亞的圖爾卡納盆地進行了考察,發現這裡在幾百萬年前要比現在熱得多,白天氣溫都高於32℃。所以科學家們大膽假設,我們的祖先當時開始直立行走並從而獲得進化上的優勢,就是因為當時的地球溫度太高了,直立可以讓身體遠離地球表面的烘烤而稍稍涼快些。與此同時,直立行走也可以讓我們在陽光直射下暴露更少的身體。但是也有人並不看好這個理論,他們認為早期人類開始直立行走的環境是在叢林地區而不是肯尼亞沙漠中。

    還有的人根據實驗指出,人類之所以直立行走是因為這樣可以節省能量。美國亞利桑那大學的人類學家就做了這樣的實驗,他們選取了四名人類志願者以及五隻黑猩猩作為研究對象,通過測量他們在跑步過程中消耗的氧氣和運用的力量來計算他們各自所耗費的能量。結果發現人靠兩足行走的步法比黑猩猩四肢行走的步法要節省75%的能量,而且這樣所需要的食物也更少。不過也有科學家提出質疑,他們認為這項研究成果僅僅解釋了雙足行走方式與四肢行走方式相比所具有的優勢,但如果說這就是驅動人類遠祖最初站起來的「原動力」,該理論仍缺乏足夠的說服力。

    另一種觀點是「勞動說」,或者稱之為「使用工具說」。這種理論認為,人類祖先為了彌補體質上的不足,必須使用工具,這樣就必須解放雙手,就是在這手足分工的過程中,人類把手從行走的功能中解放了出來,因此,這種行為方式被大自然保留了下來。同時,使用工具又促進了直立行走姿勢的確立。但是,這種理論還尚未得到化石的證明,因此,學界認為這個理論還只是一個假設。

    除此之外,美國肯特州立大學人類學家歐文?洛夫喬伊提出了「攜帶說」。他認為我們的祖先經常過著遷移性的生活,男性成員經常出去狩獵,尋找食物。他們的配偶也要經常地帶著子女、攜帶食物進行遷徙。女性成員遷移時要抱著孩子,帶著食物,攜帶的能力越強,帶的子女和食物越多,生存的機會也就越大。而四足著地的行走方式不利於攜帶食物和子女。後來,婦女們發現直立行走可以用手抱孩子,可以用背背食物,而且在生存鬥爭中佔有較大的優勢,因此這種行為方式就被大自然選擇保留了下來,慢慢進化成了今天的手足分工。

    恩格斯曾說過:直立行走是從猿到人過程中的具有決定意義的一步。以上關於人直立行走的解釋也都有一定的道理,但是人類祖先的腰肢究竟是如何直立起來的?要想解開這個謎,還得有待於人們進一步的探索和發現。
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