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明明能看到,为什么科学家却睁眼说“粉红色”根本不存在?

森林学校上课,大灰狼老师在黑板上画了只粉红色的holle kity,小狗回答黄色的猫,壁虎回答蓝紫色的猫,皮皮虾說五彩斑斓的猫,大家的意见无法统一,找来了人类评理,人类说是粉色的猫,狼老师疑惑的说:粉色是什么?我明明画的是黄色的。到底怎么回事?

接收机制不同

人类找来了科学家回答:都没错,你们看到的是相同的东西,接受的信息相同,但是身体中的接收器对信息的反馈不同,因此感受到的颜色不同。下面就来聊聊这个事。

有没有想过万物为什么五颜六色,为什么不是单调的黑白色呢?黑白电视机同样能看清楚东西。

实际上,世界上本没有颜色,感受到颜色是生物对能量信息的一种反馈。

人眼接收到的是物质发出(反射)的光。如果没有恒星,宇宙将漆黑一片,地球伸手不见五指,又何来彩色世界呢?

灯光裹上不同物质,光被物质拦截不再是白色。就像灯笼,它只让红光通过。那么是什么决定哪些颜色会被释放,哪些颜色会被拦截呢?

颜色是能量

光是一种电磁波,麦克斯韦电磁理论描绘了电流(变化的电场)就会产生磁场,反之磁也能生电,产生周而复始,交替前进的电磁波。

光波,就像水波一样,向远处传去,如果你深入到微观层面光又会呈现为一粒粒不连续的粒子流,叫做光子,在量子力学种称为波粒二象性。

既然是波,就会有波长与频率。在光子的角度,不同波长的光,表现为不同能量的光子。光子可以理解为一粒一粒的,波长越短,频率越高,单个光子的能量越强。

人类能看见的光只占一小部分,宇宙射线能量超级高,X射线可以透视“拍片”,还有无线电、微波、红外线、紫外线等等,这些人类都看不见,但都属于电磁波。

人眼可见的光,叫可见光,但这是“因人而异”的。动物的可见光跟人类不一样,比如蜂鸟与蜜蜂能看到紫外线,蛇能看红外线,因此遇到蛇一动不动装石头是没用的,在蛇看来你的颜色比周围石头深,因为你不断向外放热(红外线)。

万物之所以有不同的颜色,源于组成它们的原子、分子不同。不同原子,核外电子分布不一样,这决定了物质能吸收什么光子,不要什么光子。如果不深入量子力学,这个不难理解。

如果一堆能量不同的光子跑过来,电子想吸收光子,但是它挑食。它需要保证吃了这个光子,自己刚好能升到能级更高的轨道中。

换句话说光子的能量必须是两级不同能级的轨道之间的能量差,这个能量差可以是1级轨道和2级轨道,也可以是1和3,或者2、3,因此一个原子可以同时吸收好几种不同能量的光子。

由此光照射在原子上,原子就会让它挑剩的光子通过,这是原子的光学特性,不同原子有不同的光学特性。这种特性在人类看来就是颜色,因此颜色的本质是不同能量的光子,或者不同波长(频率)的电磁波。

阳光

阳光看起来是白的,实际上它是大量可见光与部分紫外线、红外线的混合而成,通过三棱镜片(不同频率的光通过相同介质折射角度不同)可会变成多色光,或者说多种能量不同的光子流。

阳光照射到物体,由于构成物体的原子、分子不同,物体吸收的光子不同,比如植物可以吸收大部分可见光,进行光合作用,但对于绿光不感兴趣,因此大多数植物我们看起来就是绿色的。

如果你继续深思,你会发现,光的能量不同为什么要用颜色来表达呢?

生物对光信息的转化,大概率是在漫长的演化中形成的。光子的能量大小难以辨别,不同能量就代表着不同的信息,一些生物通过把光转化为颜色,从而更容易得到自己想要的食物或能量,辨别外在威胁的信息,这种生存优势就在生命演化之中就被保留了下来,因此我们看的是颜色世界,而不是能量世界。而人类把能量转化为颜色机制基于感光细胞。

接收机制

不同动物的感光细胞是不同的,植物反射出的光子虽然在人看来是绿色的,但在狗狗看来却是白色的。

人类有三种感受颜色的视锥细胞,分别对红绿蓝波段的光较为敏感,这就像画家的调色盘一样,我们可以通过对这三种可以接收到的基础颜色进行混合,再加上调节灰度的视杆细胞,组合出大量颜色呈现给大脑。

画家手中的颜料越多,可以调出颜色越多,狗狗感受颜色的视锥细胞只有两种,可以接收蓝光与黄光,因此它们感受不到红色,因为蓝色与黄色加上灰度无论怎么调都调节不出红色,更别提粉红色。

宇宙中并不存在粉红色波段,是感光细胞对红绿蓝进行混合以此欺骗了你的眼睛,因此小动物们都没错,因为大家的感光细胞的数量以及能量的灵敏度不同,例如皮皮虾有13种视锥细胞,它的世界更加五彩斑斓。



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原文地址《 明明能看到,为什么科学家却睁眼说“粉红色”根本不存在?》发布于2020-9-27

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