如果人類不存在,那宇宙還有顏色嗎?


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如果人類不存在,那宇宙還有顏色嗎?

白色光是一種複合光,裡麵包含著不同顏色的光,這些顏色的存在就使得我們日常生活中看到了絢麗多彩的世界。

我們知道光是一種電磁波,它有不同的頻率或者波長,不同的波長就代表了不同的顏色。在現實世界中,我們的眼睛只能看到一小部分的波長范圍,這個範圍就是可見光譜。

上圖可以看到,可見光譜只占到了整個電磁波頻譜的一小部分,波長范圍在380nm到750nm之間。

我們的眼睛無法看到這個波長范圍外的所有波段的光線。

那麼光譜的可見部分有什麼特別之處?為什麼我們能夠看到的顏色都集中在這麼小的波長范圍內?

首先我們要知道的是,顏色並不是宇宙的本質屬性,它其實並不存在,只是在生物的感官中,不同波長的光才表現出了顏色。

如果人類不存在,甚至是地球上所有的生物都不存在,那麼在整個宇宙中就沒有任何生物能夠看到顏色,也不會去談論顏色。

所以顏色本身就只是人類的“發明”,在我們的眼睛裡,520nm波長的光經過大腦處理以後,我們將這個波長的光解析為綠色,所以我們就認為綠色的光存在,且波長是520nm。

在地球上的其他生物,它們也不會反對我們這樣定義,所以光的顏色本身就是人類根據自己的感受器官定義的。

那麼我們的眼睛和大腦是如何感知顏色的?

光是能量源輻射出來的電磁波,最小單位為一個能量量子,稱為光子,光子可以與帶電粒子發生電磁相互作用,被吸收、反射、或者重新受激發射。

我們眼睛所看到的光子,它的來源有可能直接是光源發​​出的,如太陽、恆星、黑體輻射、或者化學反應,也可能是被其他物體反射出來的。

當光子進入我們的眼睛時,首先會通過晶狀體然後達到視網膜,在視網膜上有兩種對光線敏感的細胞,分別是視桿細胞和視錐細胞。

視桿細胞主要負責光線的強弱,而視錐細胞則是用來辨別顏色的。

在人類的眼睛裡有三種不同的視錐細胞(s、m、l),這三種細胞分別對藍光波長范圍、綠光波長范圍、紅光波長范圍的光敏感。

當人眼看到樹葉反射出來的光線時,綠色視錐細胞就會被點亮,然後向大腦傳遞信號,大腦經過分析以後就告訴自己看到了綠色。

我們看到藍色、紅色也是同樣的道理,但生活中眼睛看到的顏色並不止這三種,數量非常多,那大腦是如何分辨的?

傳播進眼睛的光線大部分情況下是複合光,當三種視錐細胞被同時點亮時,大腦就會認為這是白色;紅色和綠色就是黃色,綠色和藍色就是青色。

當然其他的顏色顏色會根據視錐細胞被點亮的程度給達到傳遞信號,大腦經過分析就可以得出其他顏色。

所以一個正常人它就能大約分辨出大約100萬種不同的顏色,我們也稱為三色視者。

其他的一些動物跟人類不同,它們會有不同數量不同類型的視錐細胞。

例如狗的眼睛中只有兩種視錐細胞,一種辨別藍色區域,一種辨別黃色區域,所以狗眼睛的世界就沒有我們看到的絢麗。

但是狗的眼睛中有更加豐富的視桿細胞,這使得它們可以夜晚微弱的光線下看清楚。

相對來說鳥類的眼睛就更為先進,不僅有著更好的視覺,也有著非常強的辨別顏色的能力,它們有四種視錐細胞,其中一種可以使得它們對紫外線波段的光線敏感,所以它們可以看到紫外線。

在自然界中,最為神奇的眼睛當屬螳螂蝦,它們擁有12種視錐細胞,能夠分辨10^32種顏色,這是一個天文數字,作為人類我們很難想像螳螂蝦眼睛的世界。

如果螳螂蝦作為地球的主人,它們肯定會對這個世界的顏色有不同的看法。

宇宙的顏色

螳螂蝦和我們人類對這個世界的顏色有不同的理解,所以顏色本身就是特定生物製造出來的概念。並不能代表可觀宇宙的一部分,也不是宇宙的本質屬性。

在我們人類的眼裡我們看到的天空是藍色的、太陽是黃色的、日落是紅色的、草是綠色的等等,在其他生物的眼裡並不一定是這樣的。

所以說當我們下次在看到色彩絢麗的星雲的時候,它所表現出來的顏色有可能並不是真實的,因為它的顏色取決於觀察者的眼睛和大腦,或者是我們所使用的濾波器(濾鏡)。

例如我們在紅外波段下、X射線波段下、可見光波段下使用望遠鏡看到的星雲顏色是不同的,那麼它們的顏色到底哪種代表了真實?其實都是真的,這就是你怎樣去觀察。

所以說,宇宙本身沒有固定的顏色,就看是哪個觀察者再看,如果全宇宙沒有一個觀察者,那麼顏色對於宇宙來說,毫無意義。

為什麼我們人類眼睛看到的可見光譜集中在380nm到750nm之間?

原因很簡單,是因為我們人類的眼睛是在地球上進化出來的產物,我們所看到的可見光譜範圍剛好就對應了太陽光譜最強、最集中的波段。

上圖就可以看出不同質量的恆星它們所發出的黑體輻射光譜曲線,而人類所看到的可見光譜正好就是太陽光譜曲線最強的部分,這並非巧合。

如果宇宙在其他行星上進化出了生命,它們有不同的母恆星,質量不同,溫度不同,黑體輻射分佈也不同,那麼它們所看到的可見光譜的波段分為也將不同。

那麼它們看待宇宙的時候,也會跟我們人類不同。它們也許會看到我們看不到紅外光,也許會看到紫外光。

總結

我們所看到的顏色就是人類的自己感官感受,不同的生物會看到不同波長的光線,也會看到不同的顏色,所以宇宙本身沒有固定的顏色。

假如宇宙中真的沒有生物觀察宇宙,那麼我們可以說,宇宙本身就沒有顏色。因為沒人會去談論顏色。

說到這裡你可能會有不同的看法,難道我們不看宇宙,宇宙中的物質就不存在了?宇宙本身和它其中的物質確實是可觀存在的,跟人看不看沒有關係;

但顏色不同,顏色是眼睛和大腦的產物,所以我認為沒有觀察者就沒有顏色。