自1671 年，牛頓在他的光學(xué)試驗說明中使用了“光譜”這個詞以來，科學(xué)的發(fā)展讓人們越來越意識到，人眼可見光的范圍極其有限，僅局限于波長范圍390到700納米之間，屬于電磁波的一個區(qū)間。而在這個龐大家族中，還有很多是肉眼不可見光，比如紅外光和紫外光。

然而，近日一項研究發(fā)現(xiàn)，通過特殊的刺激，可以讓人眼在短時間內(nèi)看到超出正?？梢姺秶募す?。這一瞬間的改變，能給人們帶來什么呢？

強刺激讓人看到紅外光

12月初，美國華盛頓大學(xué)圣路易斯醫(yī)學(xué)院合作帶領(lǐng)的一支國際科學(xué)家小組，利用老鼠和人類的視網(wǎng)膜細胞，以及能夠釋放紅外光脈沖的強大激光，發(fā)現(xiàn)當(dāng)激光高速發(fā)送脈沖時，視網(wǎng)膜里的感光細胞有時候能夠接收到紅外能量的擊打。當(dāng)這一情況發(fā)生時，人眼能夠檢測位于可見光范圍以外的光。

這項研究始于研究小組里的某些科學(xué)家報告稱在利用紅外激光工作時偶爾會看到綠色閃光。研究人員根據(jù)報告重復(fù)進行了據(jù)稱看到紅外光的實驗，并分析了不同激光釋放出的光，最終發(fā)現(xiàn)，脈沖越短的激光越容易被人眼捕捉。

一般來說，光子被視網(wǎng)膜吸收后，后者會創(chuàng)造一個名為感光色素的分子，并開始將光轉(zhuǎn)化為視覺的過程。實現(xiàn)這一過程依靠的是視網(wǎng)膜中的視錐細胞?！耙暰W(wǎng)膜中包含兩種細胞，一種是視錐細胞，一種為視桿細胞。前者負責(zé)色彩，后者主管明暗?！北本┸妳^(qū)總醫(yī)院眼科主任醫(yī)師李耀宇在接受《中國科學(xué)報》記者采訪時說。

在標準視覺里，大量感光色素里的每一個色素會吸收一個光子。而脈沖頻率較高的激光的短脈沖里堆積的大量光子使得單一色素一次吸收兩個光子變?yōu)榭赡?，而兩個光子結(jié)合的能量足以激活色素從而使得研究人員能夠看到正常情況下不可見的光。

“這項研究結(jié)果還是有可能實現(xiàn)的?！崩钜畋硎尽Ｒ驗樵谝曞F細胞中，又分為三類細胞，分別對長、中、短波長的光敏感，即紅、綠、藍三原色。當(dāng)視錐細胞中的三類細胞同等地受到刺激時，來自各方面的神經(jīng)沖動在視皮質(zhì)的綜合下即形成白色感覺，其中任一種單獨受刺激時，人們便能看到相應(yīng)的色覺，而當(dāng)三種物質(zhì)受到不同比例的合并刺激時，通過三原色疊加比例不同，人們就能看到不同的色彩了。

此時，如果對紅色敏感的視錐細胞，捕捉到不可見光的刺激，達到可見光的范圍，那么本來無法看到的紅外光也可以暫時看到了。研究人員解釋道：“如果一對1000納米長的光子快速連續(xù)擊中視網(wǎng)膜里的一個色素分子，那么這些光子傳遞的能量與一個500納米波長光子一次撞擊所產(chǎn)生的能量相同，而這恰好位于可見光譜范圍以內(nèi)，這就是為什么人們可以看見不可見光?！?/p>

或可為眼科檢查所用

這項被發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》上的文章稱，研究人員已經(jīng)在研究如何將兩分子方法應(yīng)用于新型檢眼鏡，它將幫助醫(yī)師檢查病人眼睛內(nèi)部情況。醫(yī)生可以通過向病人眼睛照射紅外脈沖激光，刺激視網(wǎng)膜部分以了解健康眼睛和患有視網(wǎng)膜疾病，例如黃斑變性的病患眼睛的結(jié)構(gòu)和功能。

對于激光用于眼科檢查，李耀宇表示贊同：“在進行眼底檢查時，一般使用黃光。但是眼底的某些病變，可能在紅色或者綠色激光中更明顯，而如果只通過黃光一種手段進行檢查，該病變則可能被忽略了。按照這一原理，如果使用紅外光進行檢查，也可能會查出其他病變。”

“比如在某種眼科疾病狀況下，某類細胞異?；钴S，如果通過特定的光，讓這種細胞變得容易辨識，那么醫(yī)生就能認為某種疾病就對此類光線敏感?！崩钜钫f，“再比如，青光眼確診時需要進行視野檢查，這一檢查過程往往使用藍光進行。”

無法在某一范圍內(nèi)看到藍光的人，便說明其視野窄，相對應(yīng)的便是視網(wǎng)膜中的對于藍光敏感的細胞減弱，而不是總的視錐細胞功能減弱。以此類推，有些疾病可能就會對紅光比較不敏感，那么確診的就將是另外的疾病了?！?/p>

不可見光的世界

人類對于不可見光的研究始于1800年。天文學(xué)家威廉·赫歇爾借由溫度計溫度的上升，發(fā)現(xiàn)有一種看不到的輻射，其頻率低于紅色光，進而發(fā)現(xiàn)了紅外光的存在。一年后，德國的一位物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)了紫外線。之后，科學(xué)家們絞盡腦汁期望捕捉更多人眼不可見的光波。

如今，人們已經(jīng)可以通過儀器觀察到超出可見光譜的存在?！袄眉t外圖像，軍事上可以根據(jù)導(dǎo)彈的尾焰進行熱追蹤?！北本├砉ご髮W(xué)光電信息技術(shù)與顏色科學(xué)研究所副研究員翁冬冬告訴《中國科學(xué)報》記者，“而且，紅外光的儀器針對某些特殊目標識別更有效，其在可見光里不明顯，但在紅外光下，就像是白雪皚皚的環(huán)境中有人穿了紅衣服一樣容易被找到。同樣，在溫度低的地方，紅外光儀器也能很容易就捕捉到熱源，而且特殊金屬對于紅外光的反射也不一樣?！?/p>

當(dāng)然，科學(xué)家們也并不滿足于儀器輔助。去年，曾有科研團隊發(fā)表論文，闡述了一種與上述科學(xué)家們利用激光刺激眼睛以看到紅外光異曲同工的方法。有個名為“Science for the Masses”的團隊開展了利用改變營養(yǎng)吸收的方式提升人類的視力界限，達到近紅外線的水平。

這個團隊在實驗對象的飲食中限制維他命A1 攝取量，同時增加維他命A2的吸收，結(jié)果實驗對象的眼睛開始對850nm和950nm的LED燈閃爍產(chǎn)生反應(yīng)，也就是說他們的眼睛開始對近紅外線有感覺。

在那個肉眼不可見的世界，“未必人們會覺得美好。但是有些生物可能本身發(fā)出的是紅外光，如果眼睛可以捕捉到紅外光，那么世界可能會大不一樣?！崩钜钫f。（來源：中國科學(xué)報）