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關燈滑手機眼睛會不會瞎掉?

PanSci
・2016/02/16 ・2931字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 495 ・六年級

TAAi 2020 25th 人工智慧研討會

本篇文章由台灣之星贊助,泛科學策畫執行。

文/珍世明眼科診所 院長 王孟祺醫師

圖片1
photo via Japanexperterna.se @flickr, CC License

你曾在網路上看過「關燈滑手機會導致失明」的文章嗎?科技的便利讓現代人深深著迷,我們卻又被眾多媒體報導威脅著其對視力的傷害。究竟在黑暗中使用手機,對眼睛會造成什麼影響?這次,讓我們全部講清楚!

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要了解這件事,首先得從眼睛的原理講起。眼球是將「光線訊號」轉變為「電生理訊號」、再傳導至大腦的重要器官,就像太陽能發電的感光板,能將「光線」轉變為「電流」。眼球內部襯有一層薄膜,也就是我們常聽到的視網膜,視網膜上的「感光細胞」就是負責把光線訊號轉變為電生理訊號的角色。

我們為什麼能看見顏色?S、M、L 型細胞各司其職

人類的感光細胞有錐狀細胞與桿狀細胞兩種,其中錐狀細胞可以再分為三種類型:S 型、M 型與 L 型,分別對藍色光,綠色光與紅色光最為敏感。發現了嗎?這些錐狀細胞是不是和我們的螢幕一樣,由紅、藍、綠三原色所組成?沒有錯,當光線經過角膜與水晶體聚焦在視網膜上,S、M、L 型錐狀細胞便接受刺激,產生不同比率的反應並傳送到大腦,讓我們產生了色覺、看見了東西。

圖片2
讓人產生色覺的錐狀細胞,其特性類似螢幕由紅、綠、藍三原色組成。photo via Nancy <I’m gonna SNAP!@flickr, CC License

那麼,光線究竟是如何變為電流呢?在接受光線刺激時,感光細胞膜上的「視蛋白」會產生結構上的變化、細胞膜的通透性改變,因此產生了生物電流。而感光後的視蛋白要再恢復原狀,才能再度感光;就好像照相機的底片曝光後,我們再經過某種化學處理,讓它恢復為可以照相的新底片一樣。這個將視蛋白恢復原狀的任務是由感光細胞的好鄰居──色素上皮細胞來負責。

色素上皮細胞將視蛋白恢復原狀,同時也吞噬並清除感光細胞所代謝產生的廢物。雖然默默進行,卻是一項高代謝性的生理活動,因此我們的眼球需要大量的血液循環,以及很高的氧氣含量來維持。要是感光細胞或色素上皮細胞受到傷害,就會阻礙這項生理循環進行,連帶著使視覺功能受到影響。因此,要有好的視覺功能,感光細胞與色素上皮細胞的健康缺一不可。

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在黑暗中用手機眼睛會壞掉!說的到底是哪一種「壞掉」?

光線對組織造成的傷害可以分成幾類,首先是光熱能傷害。要有極高的光線能量,使視網膜組織溫度瞬間升高十度以上,才可能造成細胞的急性灼傷;因此除非你故意用眼睛直視太陽、或使用透鏡把雷射光線聚焦在視網膜上(誰會這樣!),否則一般日常生活中不太會出現光熱能傷害。畢竟光線過強時,我們都會自然出現閉眼、轉頭,或以手遮掩的趨避動作啊。

圖片3
光線過強時,人們會自然閉眼或遮掩保護眼睛。photo via Pink Sherbet Photography@flickr, CC License

第二類我們稱為光化學傷害,指的是在光線產生的化學變化中,「日積月累」所造成的傷害。

1965 年,Noell 博士偶然發現,白化症的大鼠在自然強度的螢光燈下連續暴露數小時、甚至數天後,視網膜會受到不可逆的傷害,從此揭開了光線對視網膜慢性傷害的研究熱潮。近年越來越受到矚目的老年性黃斑病變,也被認為與光線的「長期傷害」有關,尤其是短波長的藍光傷害。(註1)

這種傷害一開始發生在色素上皮細胞,和光子接觸到有機分子後引發游離基與氧化作用有關,光子的能量越高也越容易造成這種型態的傷害。

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重點來了,「關燈滑手機」真的會失明嗎?

根據上段描述的光線傷害,認為「關燈滑手機容易傷眼」,可能的原因應該有幾項:

第一、光線能量很強,超過其它的光源
第二、比其它光源更容易造成慢性傷害,也就是比其它光源具有更多短波長光線

手機光線很強嗎?會有這樣的錯覺多半是因為關了燈、手機不用多亮我們就會覺得刺眼;若把手機的亮度固定,再拿到有光源的地方,可能就會發現手機的絕對亮度並不強,我們不能從主觀的相對明亮感去判斷光線的絕對能量

大家想像一下演唱會時,關了燈觀眾舉起手機搖晃, 也只見星光點點,可見手機亮度的絶對能量遠低於其它照明。你或許會問,在黑暗中人類瞳孔擴大,讓更多光線進入,這點不用列入討論嗎?事實上,一般狀況下人類瞳孔的直徑約為 3mm(毫米),黑暗中則放大為 6 至 7mm,進入的光線也增加為原本的 4 至 6 倍;然而,手機的能量在乘以 4 至 6 倍後仍低於其它光線的強度。

如果觀看這樣的光源,短時間就會喪失視力,那麼一般日常生活的照明光源、日光強度都遠勝於手機,更有可能造成人們失明啊!因此第一點,「手機光線的絕對能量造成眼睛灼傷」應該可以被排除。

圖片4
手機的絕對亮度其實不強 。photo via Joanna Poe@flickr, CC License

那麼第二項條件,比起其它光源,手機具有更多短波長的光線嗎?許多人認為手機的背光面板是藍光 LED 製作出來的,所以手機會比其它光源釋放出更多的藍色波長光線,對眼睛造成極大傷害。其實,背光面板的藍色 LED 波長在 460 奈米左右,在藍色系光線中還算是波長較長的光子!另外,太陽光中含有更多短波長的光線、甚至紫外線,藍光也無時無刻存在我們的環境之中,並非手機所獨有。雖然日光是以「散射」而非「直射」的方式進入眼睛,但其光線能量仍比手機高若要說手機藍光危險,那每天在戶外工作的人曝露在更多的短波長光線下,應該更值得我們擔心注意。

不過,「關燈滑手機」除了手機光源外,還需要考慮眼睛本身的因素 ─ 在暗適應的環境中視網膜對光線的敏感度會提高,在這種情况下,光線是否更容易對眼睛造成慢性傷害?此部分恐需更多相關研究才能證實。

該小心的是姿勢不良與眼睛疲勞

那麼,在黑暗中滑手機就沒有其它傷害了嗎?其實「關燈看手機」常發生在就寢前,或學童怕被家長發現,而在被窩裡偷偷使用手機。雖然不至於造成失明,但是這樣的使用狀況常伴隨姿勢不良,距離過近,也常會影響睡眠,造成眼睛疲勞與乾燥。

如果在生長發育期時就養成這樣的壞習慣,因為近距用眼容易讓近視度數增加,引發高度近視的後果,而高度近視本身就與早發性白內障、青光眼、視網膜剝離與黃斑退化等可能造成失明的眼疾息息相關,這才是隱藏性的最大危機!

簡言之,目前並無足夠實證能說明關燈看手機會直接造成失明。但是孩童若是養成用眼的壞習慣,長大後成為高度近視患者,失明的機會將大增。下次,再聽到有人說「黑暗中看手機會瞎掉啦」,或是「關燈看手機才不會怎樣呢」,你都知道要如何回答了吧!

  • 註1:藍光傷害中所指的「藍光」其實泛指可見光中短波長 400 – 500 奈米的藍色系光線(這個波段包括了藍、靛、紫的光波,但是我們統稱為藍光);也有人稱之為紫外線藍光(UV – Blue)傷害,因為波長更短的紫外線所造成的傷害更大。
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眼睛色盲的章魚如何成為生物界的「偽裝大師」?——《章魚的內心世界》
活躍星系核
・2020/03/17 ・1597字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 516 ・六年級

TAAi 2020 25th 人工智慧研討會

  • 作者/賽.蒙哥馬利(Sy Montgomery);譯者/鄧子衿

在無脊椎動物中,章魚的腦算大的了,大約有胡桃大小,和非洲灰鸚鵡(African gray parrot)的腦差不多大。

鸚鵡有多聰明呢?伊蓮.佩帕博格(Irene Pepperberg)博士訓練了一隻鸚鵡,叫做亞歷克斯(Alex),讓牠學到了百來個英文單字的意義,牠也能夠展現出對於形狀、大小和材質概念的理解,甚至能夠算數學和提出問題。牠還會故意欺騙訓練人員,被逮個正著時還會道歉。

海綿寶寶的章魚哥,會收銀,又會打掃,可說是多才多藝呢!圖/GIPHY

不過並非所有的事情都和腦部大小有關,畢竟所有的東西迷你化之後,都可以維持原來的功用,看看電腦科技就能夠了解我的意思。

科學家用來計算腦力的依據是神經元的數量,腦部處理資訊的能力來自於神經元。從這點來看,章魚還是不簡單。章魚有三億個神經元,魟魚有二億個,蛙類可能有一千六百萬個。同為軟體動物的淡水田螺最多只有一萬一千個。

外表看似 ET,思考方式也異於常人的章魚,智商和人類有得比嗎?

看起來擁有大頭的章魚,長跟大家想像中的外星人頗相似。圖/pixabay

相較之下,人類的腦中有一千億個神經元,但是人類的腦和章魚的腦是不可以放在一起比較的。

芝加哥大學的神經科學家克里夫.雷格戴爾(Cliff Ragsdale)說:「既然地球上沒有出現火星人讓科學家研究,那麼頭足類是脊椎動物之外,唯一能夠說明複雜又聰明的腦部是如何形成的動物。」雷格戴爾研究的是章魚腦部的神經迴路,他想知道章魚神經迴路的運作方式是否和人類的一樣。

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舉例來說,人的大腦分成四個腦葉,各負責不同的功能。章魚的腦部依照種類不同以及計算的方式,可以有五十到七十個腦葉。而且,章魚的神經元,大多數不在腦中,而是在腕足內。

章魚得同時進行多項工作,包括協調所有腕足的動作、改變顏色與形狀、學習與思考、記憶與下決定,在此同時還得處理從全身皮膚湧來的味覺,這樣的神經系統可能是多工下適應的結果,這也能解釋,章魚的視覺系統有著和人類類似、發展完善的眼睛。

那來比一比眼睛吧!章魚的眼睛跟人類的眼睛有啥不同?

人類的眼睛功能,大概就是可以痴痴地望著你?圖/GIPHY

不過章魚的腦和眼睛演化得如此複雜,和人類的演化過程完全不同。人類和章魚的共同祖先是一種原始的管狀生物,非常古老,腦部和眼睛都還沒有演化出來,但是章魚的眼睛和人類的依然非常相似。

兩者都使用水晶體聚焦,都具有透明的眼角膜,以虹膜調整進入眼睛的光量,在眼睛後方都有視網膜能夠把光轉換成神經訊號讓腦部處理。

但也有不同之處。章魚的眼睛可以感受偏光,人類的沒有辦法。章魚的眼睛沒有盲點(人類的視神經連接在眼睛視網膜的後面,所以有盲點。章魚的視神經圍繞在視網膜外側)。

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人類的眼睛產生的是雙眼視覺,直接看到前方(移動方向)的景物。章魚的眼睛是廣角的,能夠看到全景,而且和變色龍的眼睛一樣可以各自轉動。人類的視力可以遠看到地平線,章魚的視力範圍不到三公尺。

人眼和章魚眼之間,還有另一個重要的差異。人類的眼睛中有三種視覺色素,所以人類能夠看到彩色。但是章魚的眼睛只有一種色素,所以這種偽裝大師嚴格來說其實是色盲。

那麼章魚要怎樣決定該改變成什麼顏色呢?新的證據指出,牠們能夠用皮膚感知顏色。伍茲霍爾海洋研究所和華盛頓大學的研究人員發現,在章魚的近親歐洲烏賊(Sepia officinalis)身上,有些通常只在眼睛視網膜表現的基因,也表現在皮膚中。

——本書摘自《章魚的內心世界》,2019 年 9 月,馬可孛羅

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活躍星系核
818 篇文章 ・ 1 位粉絲
活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。 Email: contact@pansci.asia

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一樣的月亮,為什麼我們拍的不一樣?——《這麼做就對了!最ㄎ一ㄤ的生活科學指南》
天下文化
・2020/02/19 ・2532字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 468 ・五年級

TAAi 2020 25th 人工智慧研討會

  • 作者/蘭德爾‧門羅(Randall Munroe);譯者/黃靜雅

我們常常以為眼睛有如一對照相機,但是人類的視覺系統比任何照相機都要精密複雜得太多了,因為視覺是自然而然發生的,所以我們很容易忽略其複雜性。我們看到景象,腦海中出現畫面,但我們並沒有意識到,要有多少的處理、分析和交互作用才能產生那樣的畫面。

照相機通常是用大致相同的解析度來看影像的每個部分。如果用手機相機拍下現在閱讀的頁面,照片中央的字與邊緣附近的字會由大約相同數量的像素組成。但是,眼睛並不是那樣運作的。

眼睛在視野中央看到的細節,和在邊緣看到的細節有很大的差別。眼睛實際的「像素網格」(pixel grid)看起來很奇怪:

圖/天下文化提供

我們沒有注意到解析度差異很大,是因為我們的大腦已經習慣了。我們的視覺系統處理影像,給我們的整體印象是:我們看到的就是現場的樣子,和照相機看到的是一樣的東西。這樣行得通⋯⋯直到我們開始比較腦海中的畫面和真實照相機產生的畫面,才發現大腦私底下一直在幫我們調整很多的變量。

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照相機和眼睛在各方面都有差異,其中之一是它們的視野(field of view)。攝影學上的許多困惑都是視野引起的,而且視野對於自拍有特別顯著的影響。

當你拿起照相機靠近自己的臉拍攝時,你的五官看起來會不太一樣。想要明白為什麼(以及這如何影響各種照片),我們先來談談超級月亮(supermoons)。

圖/天下文化提供

你的月亮不是我的月亮?

網路報導三不五時就會輪番瘋傳,針對一些即將到來的天文事件散播聳動的言論。

圖/天下文化提供

這些報導偶爾會附上天際線後方的「超級月亮」照片,如下。

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圖/天下文化提供

然而,當人們去外面拍攝月亮照片時,拍到的卻是這個樣子:

圖/天下文化提供

到底是怎麼回事?第一張照片是假的嗎?可能是,但通常不是。

相反的,這是利用望遠鏡頭、以非常窄的視角所拍攝的照片。每張照片都顯示某種視野。寬的視野看得到兩邊的東西,窄的視野只看得到鏡頭正前方的物體。

圖/天下文化提供

「變焦放大」(zoom in)的意思是窄化視野。

我們很容易認為變焦放大是「靠近」主體,因為放大使小的主體變大、充滿整個畫面。但「變焦放大」與「靠近」不太一樣。當你靠近主體時,照片中的主體變大了,但遠處的背景維持同樣的大小。當你變焦放大時,主體和背景都變大了。

圖/天下文化提供

人們被這種差異給搞混了,原因在於我們的眼睛只有一個視野。

我們可以將注意力集中在視野中央的事物上,但眼睛涵蓋的總面積維持不變。視野特別寬或特別窄的照片可能會令人嚇一跳。

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幾十年來, 攝影師的經驗法則向來是:50 毫米全畫幅鏡頭產生的影像,在人們眼中看起來很「自然」,不太寬也不太窄。令人意外的是,這種「自然的」鏡頭產生的視野很窄,視角大約 40 度而已,和「手拿精裝書、離自己的臉大約 30 公分所涵蓋的範圍」差不多。

圖/天下文化提供

突破傳統攝影的智慧型手機

但是智慧型手機可能正在改變這一切,因為手機鏡頭的視野比舊式的 50 毫米鏡頭寬很多。

舉例來說,iPhone X 具有 65 度的水平視野,使用者不必後退,便可將較寬的景象納入鏡頭(然而,這對某種常見的攝影主題來說還不夠寬:彩虹。彩虹在天空的涵蓋角度是 83 度,有點太寬了,以致 iPhone 的鏡頭容納不下)。

這些廣角鏡頭已經變得愈來愈普遍,因為使用智慧型手機的人想要拍攝看起來很自然的生活照,或可同時拍到很多人的自拍照。

傳統的 50 毫米相機很難拿在一臂之長的距離自拍,而手機在拍完後很容易就能裁剪影像,所以出現兩邊「太寬」的差錯也無所謂,使用者再進行縮放和裁剪就行了。

但是,廣角視野是有代價的:當你用廣角鏡頭拍攝小型或遠處主體的照片時,拍出來的可能並不是你預期的樣子。

對人類來說,月亮很吸睛。即使我們沒有真的用眼睛「放大」,也會將注意力集中在月亮身上。我們利用自己的高解析度視覺,專挑月亮的細部來看,無視於月亮周圍相對較無趣的天空。

但是智慧型手機不知道如何像大腦那樣「集中注意力」。月亮只不過是它的超廣角鏡頭裡的另一團像素而已。要拍攝好看的月亮照片,你需要變焦放大,而智慧型手機在這方面的功能有限。

圖/天下文化提供

如果你的照相機真的可以變焦放大,你想包含在照片中的所有其他東西(比如周圍的建築物和樹木),鏡頭裡就再也容納不下了。從你站的地方看起來,那些東西比月亮還要大,儘管它們顯然並不是這樣(除非你們城市的土地區劃法特別寬鬆)。

圖/天下文化提供

如果你想要物體相對於月亮顯得較小,你就必須離得夠遠,使物體占據天空的一小角。以建築物來說,此距離可能相當遠。為了拍攝「巨大無比的月亮在城市天際線後方」之類的照片,攝影師通常需要站在距離城市幾公里遠的地方。那張漂亮的照片,大概是花了好大一番工夫與規劃才拍到的。

圖/天下文化提供

為什麼在普通的照片裡,建築物看起來那麼大、月亮看起來那麼小?因為建築物比月亮近多了。說到這裡,我們再回過頭來談自拍照。

——本文摘自泛科學 2020 年 2 月選書《這麼做就對了!:最ㄎ一ㄤ的生活科學指南》,2020 年 1 月,天下文化

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天下文化
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天下文化成立於1982年。一直堅持「傳播進步觀念,豐富閱讀世界」,已出版超過2,500種書籍,涵括財經企管、心理勵志、社會人文、科學文化、文學人生、健康生活、親子教養等領域。每一本書都帶給讀者知識、啟發、創意、以及實用的多重收穫,也持續引領台灣社會與國際重要管理潮流同步接軌。

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為什麼鴿子走路會搖頭晃腦?──《茶杯裡的風暴》
三采文化集團
・2017/08/18 ・2952字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 502 ・六年級

TAAi 2020 25th 人工智慧研討會

圖/Pixabay

當我們形容一件事情發生得很快,常常會說「一瞬間」,意思是眼睛一開一闔的時間。人類眨眼的時間平均是 1/3  秒,但最快可以達到 1/4 秒,這似乎是相當快的時間,而這個時間內,我們的身體到底做了些什麼事情呢?

當外界的光線進入我們的眼睛之後,首先會撞擊到我們視網膜上的細胞。這些細胞上有特殊的感光分子,會藉由一連串化學反應、產生微小的電流訊號;接著訊號透過神經傳達到腦部,刺激腦部的神經與細胞。當腦部的判斷結果,認為這是需要反應的事情時,就會將指令傳達到身體的其他組織。

來自腦部的訊號,藉由神經內的電流和神經之間的化學分子傳遞;神經之間的傳遞速度會慢於神經內的速度,最終傳遞到肌肉之中時,肌纖維(muscle fibre)的分子棘輪(ratchet)系統會讓肌纖維縮短,接著你的身體就會有所動作。你做事情的速度再快,體內都需要走完這麼多流程,才能在接收到訊息之後做出反應及動作。

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眼球神經的簡易示意圖。圖/WikimediaCommons

人類其實是反應遲緩的動物

這些超乎想像的複雜過程,犧牲了我們反應的速度。我一直認為人類是一種相當遲緩的動物,在已知的物理學世界當中顯得笨拙,畢竟我們對於一件事情的反應,需要經歷許多不同的生理過程。當我們好不容易快速地完成了一件事,但是同時許多過程簡單的物理現象,已經完成許多次了,因為它們發生得太快了。

如果你從相當高的位置,讓一滴牛奶滴到杯子裡,你就會知道我所言不假。當我們盯著液體表面,將無法看見從高空滴落而經過我們面前的那滴牛奶,只能看到牛奶滴落後撞擊水面的波、以及回彈升起的液柱,接著液柱又立即降落,而這些已經是人類肉眼追蹤高速物體的極限。

當我在攻讀博士的時候,指導教授曾經對我說過,如果我可以看到更快速的東西,將會重新思考眼睛所看到的牛奶的現象,並且獲得更多的知識。他同時也告訴我,如果要看到這些物體在高速移動下的樣貌,我們就需要借助一個比人眼看得更快又更小的設備。

當我們盯著液體表面,將無法看見從高空滴落而經過我們面前的那滴牛奶,只能看到牛奶滴落後撞擊水面的波、以及回彈升起的液柱。圖/Pixabay

鴿子走路前後擺頭的秘密

我之所以攻讀博士的原因,就是想要知道緩慢的我們,身旁究竟有多少快速發生而我們卻渾然不知的事物。對於這個世界上所有發生在眼前的事,我都十分著迷,特別是那些太小、太快而肉眼無法察覺的現象。因此進入博士班,我便有很多機會可以接觸高速攝影,讓我看見常人看不到的世界。這世界有很多變化極快的事情,不過人類可以使用這種特殊攝影機:如果你今天變成了鴿子,要如何解決相同的問題呢?

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在 1977 年的時候, 有一位大膽的科學家巴立. 佛斯特(Barrie Frost)將一隻鴿子擺在跑步機上。這是一件現在看起來會讓你愣一下、然後大笑,似乎有機會角逐搞笑諾貝爾獎(IgNobel prizes)的事情。隨著跑步機的輸送帶(跑帶)開始運作,鴿子不得不往前跨步以維持在相同位置,但是很快的,鴿子就在跑帶上駕輕就熟地走著,但是巴立發現事情不對勁了。

如果你曾經在某個城市內的廣場,看著鴿子在地上覓食,應該會發現鴿子在行走的時候,頭部會前後搖擺。圖/Pixabay

如果你曾經在某個城市內的廣場,看著鴿子在地上覓食,應該會發現鴿子在行走的時候,頭部會前後搖擺。我一直認為這種動作很不舒服,而且似乎是把力氣浪費在奇怪的地方。但是跑步機上的鴿子卻沒有搖頭晃腦,這讓巴立了解,擺動頭部一定有其重要原因,而且似乎與運動時的身體無關。這樣的動作實際上是在輔助視覺。

在跑步機上的鴿子即使雙腳在走動,身體還是停留在原地,因此周圍環境不會產生變化,於是牠的頭只要維持在原位就可以看清楚周圍的環境。然而當鴿子在陸地上行走時,身處的位置不斷變化,鴿子的視覺跟不上自己移動的速度,所以牠並非單純地前後搖擺,而是在身體行走時讓頭部維持原來的位置,眼睛有更多時間看清並分析這個場景,接著快速換到下一個位置。

你可以想成鴿子的視覺是一臺照相機,但是拍攝一張照片的速度並不快,所以鴿子必須維持頭部不動去獲得明確的影像以及周圍的狀況,但這時,牠仍持續在走路,因此就會出現身體往前而頭部固定(或是看起來就像頭部往後)的樣子。接著,牠的頭部快速往前,讓眼睛拍攝下一張照片。如果你花一點時間仔細觀察,就會明白我說的現象(雖然牠的頭會停頓一下,但是也不會太久)。

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鴿子並非單純地前後搖擺,而是在身體行走時讓頭部維持原來的位置,眼睛有更多時間看清並分析這個場景。圖/Giphy

自動幫你剪輯影片的大腦

目前科學家還不完全明白為什麼有些鳥類的視覺在收集周圍訊息時會如此緩慢,使得牠們必須要這樣擺動頭部,但是有些鳥類卻不用。而且這些鳥類如果不讓自己的視覺變得像是一張張的停格畫面,似乎就無法行動。我們的視覺可以跟上自己跑步或行走的速度,但如果你在行進時需要仔細檢視路邊的物體,通常會有一股「要停下來」的強烈念頭,這是因為我們的眼睛也無法在變動的環境中,快速地蒐集訊息。

事實上,人類與鴿子的視覺有很多相似的地方(當然我們不會搖頭晃腦),但是因為大腦能夠將移動的圖像拼接在一起,所以我們很難察覺腦中形成的影像其實是眼睛在不同點之間迅速捕捉畫面,並透過腦部處理不斷累積的資訊,最後形成我們意識能理解的形象。

這裡有一個簡單的實驗,找一面照著自己的鏡子,先讓你的眼睛看鏡子中的左眼,接著看右眼(左右順序可以顛倒)。你會發現鏡子中的眼球沒有動過,但是如果旁邊有人在觀察你,他會很肯定地告訴你,你眼球看的方向忽左忽右。這時大腦已經將你的視覺拼接在一起,因此你永遠不會知道自己眼球在轉動。但是我們的眼睛,的確時時刻刻都在轉動。

這就是為什麼我們要依賴電腦

相較於鴿子,人類的視覺反應並沒有快上多少,這代表世界上仍然有很多超乎我們視覺感官的現象。我們生活中常見而習慣的時間尺度,大概是 1 秒鐘到數年這個範圍。如果沒有科學的幫助,我們無法看見千分之一秒內發生的現象,也無法理解需要數千年變化的事物。事實上,人類生活周遭面對的時間,對於整個自然而言不快也不慢,這就是為什麼電腦可以處理這麼多事情,而我們知道人類自己絕對做不來的原因。

電腦的運作其實來自一套簡單的規則,但是當每一項簡單的工作都要在極短時間內完成時,就必須藉由數以百萬計的運算過程來完成複雜的工作,即使我們感覺不到明顯的時間流動。在科技日新月異的時代,電腦的運算速度也與時俱進,但是完成一件簡單工作的時間,從百萬分之一秒變成十億分之一秒時,因為兩者都太快,完全超越我們的知覺而無法分別差異;不過對於複雜的工作而言,區分這兩種時間的差異,就變得非常重要。

 


 

本文摘自《茶杯裡的風暴:丟掉公式,從一杯茶開始看見科學的巧妙與奧祕》,三采文化出版。

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三采文化集團
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