貓、鷹、蜘蛛、蒼蠅的眼睛

我時常在想這樣一個問題，動物如何看待我們的世界，它們眼中的世界和我們看到的一樣嗎？我之前也問過很多人，可以說基本上每個人都無意中想到過這個有趣而深刻的問題，這其中還包括幾個女孩子，所以好奇心人皆有之啊！我們今天就來讨論下這個話題，看看以下幾種動物眼中的奇妙世界，滿足下你的好奇心。通過研究動物們的感官将引發一個更加深刻的哲學問題，我們局限性的感官是否會造成我們認知上的障礙？

動物：狗、貓、蛇、魚、烏賊、蝸牛、鳥、蜘蛛、蒼蠅、密封、螳螂蝦眼中的世界

帶着這個問題和好奇心我們開始探秘動物視覺之旅吧！先了解下我們動物都擁有的光線探測器。

我們與從簡單到複雜的各種生物共享這個世界，他們的特點和能力都各不相同。但是他們能看到和我們一樣的世界嗎？每個有機體都有不同的感覺器官。不同的動物和鳥類有不同類型的眼睛，有不同的圖像處理能力。雖然有些動物是色盲，但有些動物卻能比我們更細緻地觀察世界。有些動物能看到我們看不到的顔色，有些動物能以慢動作方式看世界。

我們對外部世界的視覺感知取決于我們的眼睛如何處理光線。人類是三色視覺–這意味着我們有三種被稱為“視錐細胞”的光線感受器，可以觀察紅色、綠色和藍色。還有另一種類型的感光細胞存在于我們的眼睛中，叫做“視杆細胞”，它能探測到少量的光線幫助我們在黑暗中觀察事物，不過我們這個能力不提也罷，（題外話：大家評論下我們人類為何沒有進化出夜視）而動物處理光的方式不同——有些動物隻有兩種光感受器(視錐細胞)，這使它們部分色盲;有些動物有四種視錐細胞，這使它們能夠看到紫外線光譜;有些甚至可以檢測到偏振光，即同一平面内的光振蕩。一些動物有更多的視杆細胞，這使它們在黑暗中看得更清楚。有些鳥有雙目，可以看見幾英裡外的微小物體。

馬裡蘭大學視覺哲學教授托馬斯·克羅甯說：“我們中沒有人能夠抵制這樣的想法：我們會想象另一隻動物在思考什麼。”

雖然猜測動物的思維是一種幻想，但通過它們的眼睛看世界是有可能的。我們可以利用一些先進的設備來分析動物視覺系統的特性。



人的視角(左)-狗的視角(右)

與人類不同，狗隻有兩種錐體細胞，所以它們看不到我們看到的各種顔色。它們的錐體細胞對藍色和黃色敏感，但對紅色和綠色不敏感。他們的視力可以簡稱紅綠色盲。然而，人們普遍認為狗隻能看到灰色的陰影，這是不正确的。他們可以看到藍色和黃色，對灰色的陰影不太敏感。

另外，他們的視覺分辨率低于人類。所以，他們可能看不到報紙上的小字。然而，他們可以閱讀标題。人的視力是所有動物中最敏銳的，這要歸功于視網膜中心緊密排列的視錐。狗狗能看清物體的距離大約是6米，而人類能看清23米，我們終于占到優勢了，比狗強，哈哈！

但我們不能因為這些限制而低估我們的小狗朋友。因為狗的周邊視覺比我們的開闊。所以他們可以看到更廣闊的空間（就是我們說的超廣角），這有助于他們保護自己免受周圍可能的威脅。他們有限的視覺增強了其他感官。他們有更高的嗅覺和更靈敏的耳朵，可以彌補視覺系統的所有限制。

人的視角(上)-貓的視角(下)，注意周邊視覺區域（人家也是個超廣角）

丹-埃裡克·尼爾森動物學教授說:"我們永遠不會知道貓會看到什麼。"

像狗一樣，貓也是二色視覺；他們也隻有兩種錐形細胞。貓對紅色和綠色也是色盲。為了複制貓的視覺，人們必須将紅色或綠色的所有東西混合成一種顔色。

貓的視力也是一個較低的分辨率，因此他們看到的物體比我們稍微模糊。盡管它們在白天的視力很模糊，但在黑暗中卻有更清晰的視力，這要歸功于它們眼睛裡有更多的視杆細胞。此外，貓比人類更容易學會快速的動作。人類的視野是180°，而貓的視野跨度高達200°。此外，貓的周邊視覺更大。

事實證明，盡管貓的視力有限，但它确實在某些方面超過了人類的眼睛。

人的視角(左)-蛇的視角(右)

蛇的視覺因蛇而異。他們中的大多數人在白天有低分辨率的色彩視覺，在晚上有大量的杆狀細胞以獲得更清晰的視覺。雖然它們在白天的視力比較模糊，但它們很容易察覺到快速移動的物體。所以當一條毒蛇在你面前時，最好不要做一個“快速笨拙”的動作。

但讓他們的視覺與衆不同的是他們感知紅外線的能力。大多數蛇，如毒蛇、響尾蛇、巨蟒和野豬，都能探測到熱信号。它們有一種特殊的感官工具叫做“頰窩器官”，即鼻孔和眼睛之間的鼻口兩側的一對小孔。這些頰窩器官能夠探測紅外光（熱信号），然後将其轉化為神經信号并到達大腦。

蛇的大腦将來自頰窩器官的熱信号與來自眼睛的信息融合在一起，這樣獵物的熱成像圖就會覆蓋在視覺圖像上。所以，我們可以通過紅外照相機很容易地了解蛇看到了什麼。

人的視角(左)-魚的視角(右)

魚的眼睛有錐細胞和杆狀細胞。像人類一樣它們可以看到不同的顔色。有些魚甚至能看到紫外線，有魚對偏振光很敏感。

雖然魚類的眼睛和脊椎動物的眼睛相似，但它們的視覺更圓。你可能在你的數碼相機上看到過魚眼效果。一些深海魚類有大量的杆狀細胞，這有助于它們在黑暗中看得更清楚。

但是，有些魚，像鲨魚看不見顔色。它們隻能看到灰色的陰影，但在水中會變現的更清晰。



人體視圖(左)-烏賊視圖(右)

通過頭足類動物如章魚、烏賊或墨魚的眼睛來觀察世界需要高度的想象力，因為這些海洋生物的眼睛是在與脊椎動物分開的海洋中進化出來的。例如，頭足類動物的眼睛沒有盲點，墨魚的瞳孔呈“W”形，看起來像一個外星生物。

盡管墨魚是專業的獵手，但它的視力比人類要模糊得多。雖然他們有令人難以置信的變色能力(他們可以在眨眼間改變皮膚上的顔色模式)，但他們完全是色盲。他們的眼睛有一個感光器，可以讓他們看到灰色的陰影。

它們還有另外一對感光器，可以探測光的偏振。它們可以很容易地分别檢測不同方向的偏振光。墨魚也會在皮膚上産生極化圖案，其他墨魚可以通過它們的視覺很容易地觀察到。這可能是他們之間交流的一種方式。他們互相看，會看到帶有偏振信息疊加的灰色陰影，就像蛇看到紅外線信息一樣。



人的視角(左)-蝸牛的視角(右)

不同種類的蝸牛有不同類型的眼睛和視覺能力。由于大多數蝸牛很小，所以很難看到它們的眼睛。但是大多數蝸牛都有眼睛。它們位于它們頭上最高的一對觸須的頂端。眼睛的位置也給了他們更廣闊的視野。

另一方面，海螺的眼睛在完全不同的位置。海螺的眼睛不是長在觸須的頂端，而是長在觸須的底部。它們的眼睛被鎖定在一個固定位置(就像人類的眼睛被鎖定在臉的中央一樣)，不能像蝸牛一樣移動眼睛四處看東西。還有另一種完全沒有眼睛的蝸牛，這些蝸牛通常屬于地下蝸牛的種類。然而，這并不意味着沒有視覺他們就不能移動和感知環境。它們可以很容易地通過嗅覺和觸覺在它們的栖息地中導航。

事實上，蝸牛不像人類那樣依賴視覺，但它仍然是它們的一種感官。他們的眼睛非常原始。既看不到顔色，也看不到物體，視力非常模糊；但他們能分辨出是另一隻蝸牛正在移動，還是一隻捕食者正在靠近。然而，蝸牛可以觀察到不同強度的光，這有助于它們導航到蔭涼的地方。



人類視覺(左)-反射紫外線(中)-模拟鳥類視覺(右)

眼睛是鳥類最重要的感官，因為良好的視力是安全飛行的必要條件。所以鳥類的眼睛已經進化的相當完美，比其他脊椎動物的眼睛都要好。與人類不同，鳥類是四色視覺，因為它們有四種錐細胞，可以同時看到紅、綠、藍和紫外線。由于視網膜中存在高密度的錐體細胞，一隻大鷹的視力是我們的2.5倍。它能在3.2公裡外發現一隻兔子!這是多少倍變焦。

即使一隻鴿子坐在你的房頂，也能看到道路上你看不到的細節和小裂縫。

因此，鳥類的視力非常清晰，它們感知紫外線的能力為它們的視覺增加了更多細節。有些像貓頭鷹這樣的鳥即使在黑暗中也能看得很清楚。



人的視角(左)-蜘蛛的視角(右)

蜘蛛(尤其是跳蛛)通過它們的八隻眼睛有很好的視力。最大的一對眼睛面向前方，具有清晰的高分辨率視覺。其餘六隻眼睛用于周圍視覺和運動檢測。

他們的大眼睛甚至有能力以高靈敏度檢測紫外線。所以，他們可以看到很多花瓣的細節，而我們人類看不到。跳蛛的眼睛細胞前面有特殊的濾光片，使它們能夠看到更廣泛的顔色光譜。這些視覺特征使他們成為偉大的獵手。

人的視角(左)-飛行的視角(右)

蒼蠅(家蠅)是動物王國中視覺反應最快的。他們看待世界的方式與人類截然不同。它們有複眼——每隻眼睛都由成千上萬個被稱為全單體的小視覺感受器組成。每一個網膜本身就是一隻正常運作的眼睛，所有的網膜一起提供一個更廣闊的視野。蒼蠅的眼睛向外突出，提供了接近360度的周邊視覺。

由于它們有複眼，他們的視力或多或少有些模糊（類似于像素化），你可以把它比作馬賽克效果。複眼視力的清晰度取決于每隻眼睛中有多少個全單體。此外，由于它們的複眼基本上是固定的，所有的光感受器都是鎖定的，所以蒼蠅不能聚焦一個物體，也看不到幾米以外的地方。可以認為它們是個散光！

盡管他們的視力比我們模糊，但他們追蹤運動的速度比人類快五倍。他們以高得多的幀速率來看世界，這也就是它們為何能躲過我們的攻擊。超級炫酷的慢動作眼，不過呢，小編可以徒手抓蒼蠅!百發百中，很少失手，有機會給大家展示下，首先你要關注我——量子科學論！



人類視覺(左)-模拟蜜蜂視覺(右)

蜜蜂也有和蒼蠅一樣的複眼。他們的眼睛分辨率極低。正因為如此，他們的視力很模糊。

和人類一樣，它們也是三色視覺，但它們的三種感光器對黃色、藍色和紫外線敏感，而不是紅、綠和藍。它們能看到紫外線，這有助于蜜蜂識别花瓣上的圖案，從而指引它們采蜜。

有16個感光體的螳螂蝦

螳螂蝦是所有動物中視覺系統最複雜的。它們有16個感光器，而人類隻有3個。它們能探測到所有的紫外線、可見光和偏振光。事實上，它們可能是唯一能探測到圓偏振光的動物——當光的波以圓周運動旋轉時。這些視覺特征使它們能夠區分兩種相似的顔色，并增強了它們看到水下一切細節的能力。

螳螂蝦也有像蒼蠅一樣的複眼，但它的視力更好。螳螂蝦的眼睛中央有6排改良過的全單體。這才是真正神奇的地方。前4行是專門檢測人類可見光和紫外光的全單體。每行含有不同的紫外線受體，這給螳螂蝦極好的紫外線視覺。最後兩行很可能是觀察偏振光的。

螳螂蝦之眼，注意中間帶

另外，螳螂蝦可以像烏賊一樣在身體上産生極化圖案。唯一的區别是螳螂蝦可以使用圓偏振光。這可能用于視覺交流和吸引伴侶。

讀完這一切，我們可以說螳螂蝦看到的是我們人類難以想象的。

動物們驚人的視覺能力确實挑戰了我們的優勢，也讓我們意識到自己的能力的局限。世界上有太多我們無法感知的東西。但在動物的視覺中存在着不可思議的可能性。

這讓我想到了一些奇怪的事情。也許是我們缺少一些感覺器官，我們完全不能意識和察覺到周圍發生的許多事情。舉個例子：想象一個沒有眼睛或耳朵的生物，它将不能感知到我們能感知到的一切，它也不能察覺到我們人類存在。這就出現個問題！

我們無法感知的隐藏的外星世界

如果我們的感官對于某些高級物種來說是原始的呢？像蝸牛？也許一些外來物種就在我們周圍，但是我們不能感知它們，因為我們缺乏必需的感官。也許...........歡迎你們補充！

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