第三节 眼睛与视觉

眼睛目前是人类感官中最重要的器官，现代人的大脑中大约有80%的知识和记忆是通过眼睛获取的。看图赏画、看人物、欣赏美景等都只能用眼睛。眼睛能辨别不同的颜色、不同强度的光线，再将这些视觉形象转变成神经信号传送给大脑。

眼睛是人和动物的视觉器官，由眼球和眼的附属器官组成，主要部分是眼球。人的眼球近似球形，位于眼眶内。正常成年人的眼球前后径平均为24毫米，垂直径平均23毫米。最前端突出于眶外12～14毫米，受眼睑保护。眼球包括眼球壁、眼内腔和内容物、视神经、血管等组织。

眼球

视神经是中枢神经系统的一部分。视网膜所得到的视觉信息，经视神经传送到大脑。视路是指从视网膜接收视信息到大脑视皮质形成视觉的整个神经冲动传递的路径。

人眼发展成为今天这样一个复杂灵巧、微妙传神的光学系统，是人类漫长进化的一个必然结果。宇宙天体发出的电磁波，包括从无线电波到γ射线很宽的波长范围。对于这些从宇宙空间投来的电磁波，地球大气层仅仅留下两个允许通行的“天窗”，一个是波长390～760纳米的光学窗口（或称可见光窗口），另一个是波长1毫米～10米的射电窗口（或称无线电窗口）。也就是说，地球大气层只对这两个波段的电磁辐射是“透明”的。

就太阳来说，它除了发出可见光之外，还不断地向四周发射紫外、红外、无线电波和其他辐射。但是除了上面所说的“两个窗口”所允许通行的以外，其他波段的电磁辐射由于受到地球大气的吸收，在到达地面之前已基本“耗尽”。既然它们不能参与“照明”，那么在漫长的进化过程中，人眼也就没有必要再为它们“设置”感光细胞了。这就说明了为什么人眼能够感受的所谓“可见光”是在这样的一个波段，而不是在电磁波谱的其他波段。

人眼所能接收的光波波长在390～760纳米，这个波段范围正好与光学窗口所透过的波段相吻合，这是人眼对大自然（或说对太阳）适应的必然结果。390～760纳米的中点是575纳米，对应为黄绿色，黄绿色代表食物（“黄”是果实、籽类的颜色，“绿”是叶子的颜色），这两种颜色是人类祖先追逐的目标，对能否生存下去的“意义”是最大的。

人的双眼像猫科动物一样平行向前，而猫科动物中的大型成员是“顶级食肉动物”。有人凭此“证明”人类应“属于食肉动物”，因为食肉动物为了追逐猎物，两眼必须平行向前，才能正确地判断距离。

视觉是一个生理学词汇。光作用于视觉器官，使感受细胞兴奋，光信息经视觉神经系统加工后便产生视觉。通过视觉，人和动物感知外界物体的大小、明暗、颜色、动静，获得对机体生存具有重要意义的各种信息。

视觉形成过程：光线→角膜→瞳孔→晶状体（折射光线）→玻璃体→视网膜（形成物像）→视神经（传导视觉信息）→大脑视觉中枢（形成视觉）。

在进化过程中，光感受器的形成对于动物精确定向具有重要意义。最简单的感光器官是单细胞原生动物眼虫的眼点，使眼虫可以定向地做趋光运动。脊椎动物的视觉系统通常包括视网膜，相关的神经通路和神经中枢，以及为实现其功能所必需的各种附属系统。这些附属系统主要包括：眼外肌，可使眼球在各方向上运动；眼的屈光系统（角膜、晶体等），保证外界物体在视网膜上形成清晰的图像。

光感受器对物理强度相同但波长不同的光，其反应的幅度也各不相同，这种特点通常用光谱敏感性来描述。具有色觉的动物（包括人）的数百万的视锥细胞按其光谱敏感性可分为三类，分别对红光、绿光、蓝光有最佳反应，与视锥细胞三种视色素的吸收光谱十分接近。色觉具有三变量性，任一颜色都可由三种经选择的原色（红、绿、蓝）相混合而得出。在视网膜中可能存在着三种分别对红、绿、蓝光敏感的光感受器，它们的兴奋信号独立传递至大脑，然后综合产生各种色觉。色盲的一个重要原因正是在视网膜中缺少一种或两种视锥细胞色素。