提起海盗,脑中不禁会想起那首BGM(自己哼一下)。当然,印象中与“海盗”一词能画上等号的,除了海盗船、海盗帽、藏宝箱等,还有那位最让人难以忽视、总是戴着一只眼罩、凶神恶煞的海盗船长。但让人不解的是,为什么许多海盗总是遮住一只眼,莫非他们都是独眼吗?

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当然不是。

而且,海盗蒙上一只眼睛也有着实际的意义。

在航海和战斗中,海盗需要适应不同的环境和气候条件,蒙住一只眼睛可能是为了更好地适应恶劣环境或强烈的光线,例如在黑暗的海底洞穴中寻找宝藏时,或在强烈的阳光下驾驶船只。这种适应性的做法有助于提高海盗在特殊环境下的视觉能力和适应性

1. 原因竟是这两种细胞

在人眼视网膜上有两种光感受器细胞: 视锥细胞视杆细胞视锥细胞按照其对不同波长的光的敏感性又分为L-视锥细胞(通俗的叫法是“红锥细胞”)、M-视锥细胞(绿锥细胞)和S-视锥细胞(蓝锥细胞),分别对红光、绿光和蓝光最敏感。当三种视锥细胞不断组合,感受不同的光,我们就能分辨出不一样的颜色。

视锥细胞与视杆细胞分布图

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视杆细胞的主要作用,就是帮助人在黑暗环境下看清物体。视杆细胞内有大量的视紫红质,这是感光的核心物质。由视杆细胞、双极细胞以及神经节细胞组成的视杆系统,对光的敏感度极高,在弱光时占主导作用。但是该系统不能分辨颜色,视物只有粗略的轮廓,精确性差。

2. 明视觉暗视觉

由于两种光感受器细胞的不同特性,人眼的对光的响应,会随着亮度的不同而不同。根据亮度的变化,将人眼的视觉特性定义为3种:

明视觉

人眼在光线充足的条件下,依赖视锥细胞产生的视觉状态。这种状态下,人眼既能看清细节,又能分辨丰富色彩。

暗视觉 

人眼在昏暗光线条件下,主要依赖视网膜上的视杆细胞来感知光与影的视觉模式。在这种条件下,虽然牺牲了清晰度和色彩,但是极高的光敏感度,让我们能在月光、星光等极弱光环境下,不至于完全看不见。

中间视觉

介于明视觉和暗视觉亮度之间,人眼的视锥和视杆细胞同时响应,并且随着亮度的变化,两种细胞的活跃程度也发生变化。

3. 戴上一只眼罩,为什么能快速适应环境?

你有没有过这种体验,当长时间处在明亮环境后,突然进入暗处时,比方说,从外面进入电影院影厅,刚开始看不见任何东西,但过一会儿,视线会逐渐清晰,能慢慢分辨出暗处的物体轮廓。这种视觉敏感度逐渐增高,慢慢能看见在暗处物体的现象称为暗适应,本质是眼睛从“明视觉”切换到“暗视觉”的过程。

与之相反,当人长时间在暗处后,突然进入明亮处时,比方说早上拉开窗帘,开始感到一片刺眼的光亮,不能看清物体,不过片刻之后,视觉恢复正常,这种现象就是明适应,也就是从“暗视觉”切换到“明视觉”

具体来说,暗适应是眼睛在暗处对光线的敏感度逐渐提高的过程。一般是在进入暗处最初的约7分钟内,人眼感知光线的最低强度(即“阈值”)会出现一次明显下降,之后会再次出现更为明显的下降。进入暗处大约25-30分钟时,阈值会下降到最低点,并稳定在这一状态,此时眼睛对弱光的感知能力达到最强,也就能看清物体轮廓了。

与之相对地,明适应的进程则要快得多,通常在几秒钟内即可完成

暗适应时间曲线

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因此,海盗一旦从较亮的环境进入较暗的环境,比方说从明亮的甲板进入黑暗的船舱,要经历暗适应过程,无法立刻看清事物。但是,如果用眼罩挡住一只眼睛,就可以避免暗适应:把眼罩移到另一只眼睛,使用那只长期在暗环境中的眼睛视物,就立刻可以看清东西。这也就是一些海盗戴单眼眼罩的原因。

当然,海盗蒙住一只眼睛的形象,也可能源于古老的传说,只不过经过影视作品与文学的传播,逐渐变成了“海盗文化”的符号。但这本质还是对海上生活智慧的体现——毕竟在危机四伏的大海上,“能快速看清暗处”比“看起来酷”重要得多。

参考文献

[1] 杨彪. 民机驾驶舱光环境设计及视觉工效学研究[D]. 复旦大学, 2011.

[2] 林燕丹. 中间视觉状态下人眼视觉功能的光谱响应特性研究[D]. 复旦大学, 2005. 

作者:郭玮宏,中国科学院大学博士、高级工程师编辑:舱封面由AI生成

来源: 上海科技馆