親眼所見未必是真!人的眼睛設計有多反人類,會和大腦一起騙你?
更新于:2025-03-26 08:13:11

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在許多文學家的描繪中,人類的眼睛是生命的窗戶,從科學的角度來看,眼睛也因為設計的巧妙被譽為生物界的精密光學儀器。

可我們的眼睛卻暗藏著許多“漏洞”。或許我們看到的世界並不是真實的,甚至許多畫面是我們的大腦在“查缺補漏”

為什麼人類的眼睛會有盲點?為何很多科學家都說人類的視網膜裝反了呢?

人眼漏洞是設計失誤嗎?

盲點的存在現在已經成了公認的事實。因為人類的視網膜存在一個特殊區域—視神經乳頭

這裡沒有感光細胞,光線在這裡無法被感知。

看上去好像是造物主在設計人類這個物種時,“設計失誤”了,但從生物學的角度來看,視神經需要穿過視網膜才能將光信號傳遞到大腦中。為此視網膜上不得不存在一個傳遞信號的“通道”,這地方剛好就形成了視覺空白區域

好在人類的雙眼位置設計得很合理,單眼的盲點剛好被另一隻眼的視野覆蓋,所以平時不注意根本就察覺不出來。

很多生物學家眼中,人類的視網膜結構設計,好像是“將錯就錯”了。從效率上來講,光線應該直接到達感光細胞,這樣的視覺效率才會更高。

但人類的視網膜卻“裝反了”。感光細胞位於視網膜的最深層,外層覆蓋著神經節細胞和雙極細胞。光線想要被人類感知到,就必須穿過層層阻礙,費盡千辛萬苦才能到達感光細胞來完成信息傳遞。

不用對生物學有太多瞭解,但從文字就能看出這裡面多出的步驟不是一點半點。

在這一點上章魚眼睛的設計就更為合理,它們的視網膜感光細胞處於最外層,光線可以直接進入,既不會削弱光線強度,也不存在盲點的問題。

人眼的瑕疵可光只有盲點,喜歡拍照的朋友都知道,我們在拍攝人像時總是容易出現紅眼,在各種修圖軟體中也會有去除紅眼的選項。

在很多人的認知中,紅眼現象是由於相機的拍攝能力產生的瑕疵,其實紅眼現象是因為眼睛內部充血的脈絡膜反射了相機的閃光

照相機只不過特別實在的,把人眼的瑕疵給記錄下來了而已。

眼角膜不僅是眼球外層的保護屏障,還具有一種微妙的“鏡面反射”功能。角膜的表面非常光滑,它可以像鏡子一樣反射周圍的光線。

這種反射極其微弱,但在理想實驗室條件下,研究人員已經成功捕捉並解析這些反射圖像,從中重建觀察者周圍的三維環境。

而且人類的角膜反射還是個廣角全景,比普通的單鏡頭相機可高端多了,它可以捕捉到更大的視野範圍。隨著眼球的自然運動,角膜的反射畫面會不斷變化。

在AI技術的加持下,科學家可以通過高效的演算法,整合多視角的反射資訊,從而構建出觀察者所處環境的完整三維模型。

一旦這項技術應用成熟,或許會直接打開軍事或刑事偵查領域的新篇章。

這些缺陷是怎麼來的

人類號稱地球萬物之王,可這些缺陷是怎麼來的呢?

眼睛的結構並不是一夜之間完成的,而是生物進化的漫長歷程留下的結果。人眼倒裝的視網膜可以追溯到脊椎動物祖先的早期。

進化論認為,盲點的存在之所以在漫長的進化史中沒有被修正,是因為這個小瑕疵並沒有對人類的生存有明顯影響,雙眼視野疊加的機制可以輕鬆彌補這個問題。

而且我們還有一個對資訊的極強修正能力的大腦,就算是有問題也可以自動“腦補”

對比於其他可以影響整個物種生存的大問題來說,眼睛的問題也就被進化的基因片段給忽略了。

而我們眼睛結構的雛形出現在脊椎動物的早期,脊椎動物的感光細胞在發育時會先形成視網膜的內層,而將神經組織堆疊在外層。

如果視網膜的感光細胞處於最外層,這些神經組織將無法直接連入大腦,光線的傳輸路徑也會更加複雜。

儘管這種“錯覺”會欺騙我們,但它不會對生活構成負面影響,進化也就自然把它忽略掉了。

所以進化論的最終極理論一直是生存假說,只要一種結構能夠基本滿足生存需要,就不會在短時間內被替代。

章魚眼的設計雖然看上去比人類的更高端一些,但人類與章魚確實是風馬牛不相及的兩個物種,也根本不可能走上相同的進化路徑。

換句話說,人眼的這些缺陷並不是優化失敗,而是複雜生物系統在自然選擇中的妥協結果。

錯覺的魔力與演化

如果說盲點是眼睛結構上的漏洞,那麼大腦就是堵漏王。視覺信息並非完全靠眼睛傳遞,人類之所以能看到一個連續、完整的世界,靠的最多的是大腦的加工能力。

斷線補齊和顏色修這兩個最常見的視覺錯覺,本質上源於大腦的預測機制。

視覺資訊在傳遞至大腦的過程中會經歷一系列“加工”。當某些區域的視覺信息丟失時,大腦會根據周圍環境的信息和記憶填補空缺。

當一根電線被樹枝遮住時,人類會自然而然地認為電線在樹枝後面繼續延伸,大腦會自動根據周圍線條的方向和形狀,將看不到的部分腦補出來。

所以我們在看到斷掉的線條后,會自然產生一種延續到錯覺,這種錯覺在心理學中被稱為“完形心理”,讓人類可以迅速理解複雜的視覺場景。

這點工作原理特別像最近火到爆的Sora,當我們閉上一隻眼睛觀察一根木棍,其實在盲點處會出現一個斷開的線條,但我們的大腦會自動將整條線“腦補”成連續的形狀。

這種修復機制不僅體現在盲點補償上,也延伸到了顏色感知和亮度對比等領域。

其中最經典的就是棋盤陰影錯覺。

在深淺交替的棋盤上方,有一個圓柱體投下了陰影。在這個陰影區域,有一個標記為B的淺色格子;而在沒有陰影的地方,有一個標記為A的深色格子。

按理說B在陰影中應該顯得更暗,A在光線下自然更亮。可我們的大腦卻會傳達一個錯誤信號,B比A看上去更淺!

大腦還會根據環境中的光線條件調整對顏色的感知。

科學家們做過一個草莓實驗,即使圖片中的草莓是灰色的,人類仍會覺得它是紅色的

在潛意識裡,人類的大腦已經將草莓是紅色這一記憶固化,科學家也將其稱為“顏色恆常性”,保證了人類在多變的光線環境中對物體顏色的穩定感知。

所以視覺錯覺的存在反而是生物適應性進化的體現。對於人類祖先而言,快速反應和全面感知比精確測量更重要。

大腦用“腦補”的方式,填補視覺資訊,可以讓人類更高效地應對複雜環境。在遠古時代的叢林中,遮蔽的樹叢間若隱若現的影像可能是一隻獵豹。

即便看不完整,大腦的補償機制能迅速給出警報,幫助人類遠離危險。這種能力才是真正的低成本高效率,回到進化論的生存假說,一個小小的盲點和動輒影響生命的大事,進化自然會毫不猶豫的選擇後者。

精準視覺在生存競爭中也未必有優勢。人類不需要像顯微鏡那樣處理視覺資訊,而需要兼顧速度、覆蓋率和場景適應性。這才是真正的“AI優化演算法”。

所以人眼的設計表面上看起來“反人類”,但它卻從獨特的的角度造就了人類非凡的視覺能力。

從生物學的角度來看,眼睛結構的不完美其實是進化智慧的體現。正是因為大腦與眼睛的完美協同,才能讓人類在複雜環境中生存下來的同時激發出對世界的無限好奇。

技術讓眼睛“開掛”

現代科技正在嘗試突破人眼的局限性。前文已經提到,人工智慧可以通過分析眼角膜的微弱反射,來還原周圍環境的三維圖像。

我國科學家在仿生視覺領域,也已經取得了顯著進展。通過研究人類眼睛的生物學特性,仿生視網膜技術為視覺障礙者帶來了曙光。

這些研究不僅拓展了人類對眼睛結構的認識,也會讓人類的未來更加精彩。

科技改變未來這句話是真沒錯,不遠的未來,即使眼睛存在天然缺陷,或許也可以通過技術恢復視覺功能,這或許才是科學最大的魅力所在。

結尾

人眼“反人類”設計造成的“缺陷”,成了激發了人類對視覺系統深入研究的最好素材。

正是因為好奇,人類才想法設法的去瞭解眼睛結構和大腦功能,自然設計的奧妙也為人類科技創新提供了靈感,形成了一條完美的閉環。

或許我們所看到的並不是真實的全部,但正是這些錯覺和不完美,讓人類的思維充滿了創造力。眼睛之外是智慧的世界,智慧之內才是人類的無限可能性,不是嗎?

說說消費電影的能力
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2025-03-26 01:13:06