科学|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?我明明画得是黄色的 。 到底怎么回事?

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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 。

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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?

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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 。

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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 。

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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 。

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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 。

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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) 。

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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 。

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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 。

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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 。

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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 。

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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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