第12章 眼睛为何能够分辨颜色

     
     
     
     　　对于这个问题首先做出开创性贡献的是著名的物理学家牛顿，他通过自己著名的棱镜分光实验告诉人们，客观上颜色并不是光的属性，而是人在观察物体时，由不同波长的光刺激眼睛后产生的一种主观上的感觉。在此基础上，18世纪的人们认为，世界上普遍存在的就是红、蓝、绿三种原色，所有其他颜色都是三种原色以不同方式混合而产生的。不仅如此，在牛顿这一理论诞生后的很长一段时间里，人们把所有专注都放在了对色觉现象的描述上，而忽略了对这种色觉到底是如何产生的研究。
     
     　　对色觉系统研究的序幕是由另一位英国物理学家托马斯?杨揭开的。托马斯?杨在自己1802年发表的一篇论文中指出：红、蓝、绿三原色并非是光的基本颜色，而应该是眼睛中某种对光敏感的机制所决定和产生的，他的这种说法在1867年得到了德国物理学家赫尔曼?路德维格?赫姆霍尔兹的支持，而且赫尔曼对托马斯?杨的理论又做了进一步的补充，他指出：在人眼的视网膜中可能存在三种分别对红、绿、蓝敏感的机制，这三种机制在不同波长的光的刺激下会产生不同的信号并将这三种信号传至大脑，从而在大脑中产生不同颜色的感觉。这一理论的提出轰动了当时的科学界，被当时的人们形象地称之为杨——赫姆霍尔兹三色理论。
     
     　　三色理论使一些重要的色觉现象得到了科学的解释。例如，无论什么颜色都可以用红、绿、蓝色调配出来。但是三色理论也有无能为力的时候，比如为什么没有一种颜色看起来既像红色又像绿色？在这种情况下，其他的色觉理论便应运而生。比如“拮抗色理论”。
     
     　　拮抗色理论认为世界上的原色应该有6种并相互配对，即红和绿、黄和蓝、黑和白，这三组颜色之间彼此是不相容的，所以也就不存在带绿的红色和带蓝的黄色，正是这种拮抗的机制形成了色觉的基础。拮抗色理论解释了三色理论无法解释的某些色觉现象。几百年来，这两种理论的支持者一直争论不休，但都没有说服对方。
     
     　　如今，人们对这一问题的研究又找到一条新的路径，那就是从视网膜的感光细胞着手，然后循着视觉信息传递的次序推进来考察，看看我们的眼睛是如何分辨颜色的。日本科学家在这一问题的研究上已经走在了世界的前列，他们提出在人的视网膜中能够辨别颜色的细胞是视锥细胞，并且通过对鲤鱼的视网膜视锥细胞的研究发现，这种细胞有三种类型，分别对红、绿、蓝光最敏感。此后在1983年，美国科学家在对猴子的视网膜研究上也得到了类似的结论，由此看来，150年前杨——赫姆霍尔兹三色理论确实有一定道理。但是后来的科学家发现，视锥细胞所产生的红、绿、蓝信号并没有像三色理论假设的那样由专线向大脑传递，而是以红、蓝、绿三色进行编码，此后是编码以拮抗成对的形式进行传递的。如此看来，拮抗色理论似乎也是正确的。但是新的问题又产生了，视锥细胞的三色信号是怎样编码成色拮抗的呢？
     
     　　如此看来，要想揭开这个谜，使色觉奥秘大白于天下，还需科学工作者继续孜孜不倦的探索。
     
     　　人为何会直立行走
     
     　　长期以来，直立行走被认为是人类出现的标志之一，也是人与动物最关键的区别，在大自然中，没有一种动物能够像人类那样直起腰板，挺起胸膛，抬起头来，昂首阔步地行走。1924年，南非人类学家达特在南非发现了早期的人类祖先——南方古猿，尽管其头颅还非常原始，但是脚和腿却比较进步，已经具有了直立的能力，他们的大腿骨与现代人类相差无几。1929年，考古学家在北京猿人洞中发现著名的北京猿人，他们的大腿骨已经很发达，直立行走的脚是他们的代表。但人究竟是怎么“站起来”的，学界一直众说纷纭。
     
     　　有人提出了一种“热假说”，他们对人类进化的摇篮——肯尼亚的图尔卡纳盆地进行了考察，发现这里在几百万年前要比现在热得多，白天气温都高于32℃。所以科学家们大胆假设，我们的祖先当时开始直立行走并从而获得进化上的优势，就是因为当时的地球温度太高了，直立可以让身体远离地球表面的烘烤而稍稍凉快些。与此同时，直立行走也可以让我们在阳光直射下暴露更少的身体。但是也有人并不看好这个理论，他们认为早期人类开始直立行走的环境是在丛林地区而不是肯尼亚沙漠中。
     
     　　还有的人根据实验指出，人类之所以直立行走是因为这样可以节省能量。美国亚利桑那大学的人类学家就做了这样的实验，他们选取了四名人类志愿者以及五只黑猩猩作为研究对象，通过测量他们在跑步过程中消耗的氧气和运用的力量来计算他们各自所耗费的能量。结果发现人靠两足行走的步法比黑猩猩四肢行走的步法要节省75%的能量，而且这样所需要的食物也更少。不过也有科学家提出质疑，他们认为这项研究成果仅仅解释了双足行走方式与四肢行走方式相比所具有的优势，但如果说这就是驱动人类远祖最初站起来的“原动力”，该理论仍缺乏足够的说服力。
     
     　　另一种观点是“劳动说”，或者称之为“使用工具说”。这种理论认为，人类祖先为了弥补体质上的不足，必须使用工具，这样就必须解放双手，就是在这手足分工的过程中，人类把手从行走的功能中解放了出来，因此，这种行为方式被大自然保留了下来。同时，使用工具又促进了直立行走姿势的确立。但是，这种理论还尚未得到化石的证明，因此，学界认为这个理论还只是一个假设。
     
     　　除此之外，美国肯特州立大学人类学家欧文?洛夫乔伊提出了“携带说”。他认为我们的祖先经常过着迁移性的生活，男性成员经常出去狩猎，寻找食物。他们的配偶也要经常地带着子女、携带食物进行迁徙。女性成员迁移时要抱着孩子，带着食物，携带的能力越强，带的子女和食物越多，生存的机会也就越大。而四足着地的行走方式不利于携带食物和子女。后来，妇女们发现直立行走可以用手抱孩子，可以用背背食物，而且在生存斗争中占有较大的优势，因此这种行为方式就被大自然选择保留了下来，慢慢进化成了今天的手足分工。
     
     　　恩格斯曾说过：直立行走是从猿到人过程中的具有决定意义的一步。以上关于人直立行走的解释也都有一定的道理，但是人类祖先的腰肢究竟是如何直立起来的？要想解开这个谜，还得有待于人们进一步的探索和发现。