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人眼最远能看多远
许多人能看到大约5公里远,在这个距离地球的曲率发生了改变,从而使地表消失在视野中。
你可能不会花很多时间盯着地平线,试图辨认出远处的物体。但如果你在地面水平方向上望向远处,并且视野无阻碍,那么人眼能看多远呢?
结果是很远。
你能看到多远?
如果你是一个正常视力的人,视力达到2.0,并且从离地约1.5米的高度向水平方向眺望,你可以看到大约5公里远,在这个距离地球的曲率发生了改变,从而使地表消失在视野中。
据 Eric Lowell Singman博士说,虽然你辨别物体的能力取决于物体的大小和远处物体发出的光的多少,但在黑暗的夜晚,你还是有可能看到2.4公里外的蜡烛火焰的。 他是马里兰大学医学系统的执业眼科医生,也是马里兰大学医学院的眼科教授。
创建远景涉及多个系统
要理解我们的眼睛如何能看到一个像蜡烛火焰这样闪烁的遥远物体,了解一些关于正常视觉和人眼如何工作有帮助。虽然个体之间的视力有所不同,但肉眼绝对是一件非常令人印象深刻的设备。
它具有高端智能手机相机分辨率12倍以上。正如Singman所指出的,我们可以看到几乎无限范围内的颜色和形状,以及检测非常小的亮度变化和微小量级上运动。
“眼睛把光转化为传输到大脑的生物能量,”Singman解释说。但这只是一个高层次的观点。人类的视觉是一个复杂、精细的过程。光从物体上反射,通过角膜,它弯曲了光线和晶状体。当足够的光通过并到达视网膜时。然后一层微小的神经细胞覆盖在眼睛后部,称为视杆细胞和视锥细胞,它们帮助通过视神经向大脑发送电脉冲,从而产生图像或视觉感知。
“有些人看到颜色,有些人看到黑白,”Singman说。“有些人只能看到一个方向的运动,其他人能看到另一个方向的运动。有些人看到形状。有些人只关注整体的环境光。”
这些细胞共同协作,告诉你的大脑如何形成图像,传递关于现在是白天还是晚上、什么东西在移动以及可见颜色的信息。“这些实际上是不同的单独通道,”Singman说。“然后你的大脑把图像转化成你的意识可以理解的东西。”
此外,人类视觉系统还传输和创造你甚至不一定意识到的视觉信息,例如环境光量,它控制了你白天和黑夜自然节律。
你能看多远取决于你所处位置
正如Singman之前解释过,在没有阻碍物挡住时,在地面水平方向上望去,在达到地球弯曲足以遮挡地面物体之前可以看到大约4.8公里远。这是基于一个假想的1.5米高度。
“如果我身高1.8米,我就能看得更远,”Singman说。你在海拔上升的越高,就能看到越远的地方。根据2010年《纽约时报》的一篇文章,一个人从迪拜世界最高建筑828米(2716.5英尺)高的哈利法塔观景台向外望去,据说可以看到96.5公里远。
我们的视力甚至超越了地平线。如果地球没有弯曲,而是一个平面,我们就会有一个从眼睛到最远可见物体之间不间断的视角。
大气也是影响你能看多远的一个重要因素,这是来自休斯顿德克萨斯大学医学院眼科与视觉科学系教授兼主任Timothy McCulley博士的说法。
McCulley说,理论上在真空中你的眼睛能看多远没有限制,因为光线可以无限传播。但在地球表面,“你是通过大气来看东西的,空气中的黄色颗粒物会散射光线”,他说。“所以根据光线穿过的介质不同,那些电磁波会或者不会到达你的眼睛。”
在雾天或夜晚也会出现类似问题。“光线根本透不过去”,McCulley解释说。这就是为什么我们能在黑夜看到蜡烛火焰闪烁,但在阴天却看不到。
人类的眼睛并不完美
即使我们能看到远处发光的物体,人类眼睛也有它的局限性,特别是在视力清晰度方面——这是指视觉锐利度的科学医学术语。锥形细胞(对红、绿、蓝三种光波长敏感的感光细胞)集中在黄斑,这是视网膜中间的一个区域。我们最清晰的视力在黄斑的中心,一个叫做中央凹的地方,它可以聚焦在你面前的世界的一小部分。
“你可能认为你有一个很宽阔的视野,但事实上你最清晰的视野区域实际上只有几度。你并不能清楚地看到整个世界,”Singman说。“如果你拿一个大写字母E,和你的手一样大,把它向旁边移动15到20度,你就无法分辨出它是什么字母。一旦离开中心位置,你的视力就会迅速下降。”
这就是为什么黄斑变性(一种眼睛病变,导致黄斑受损而失去中央视力)对患者来说会是一个严重问题。根据国家眼科研究所的说法,随着年龄增长风险也会增加。
“你要记住大脑在这个过程中也是非常重要的一部分”,Singman说。这在那些有某种影响视觉的脑损伤的人身上很明显,即使他们眼睛没有问题。“有些类型的脑损伤会让你看不到东西移动,或者无法识别面孔,你会看着挑出一只眼睛或鼻子或嘴巴,而不是整张脸”,Singman说。
事实上,大脑可以做一些小把戏来弥补眼睛的缺陷。Singman回忆起一个病人的案例,他在眼睛手术后,突然发现当他遮住那只眼睛时,他无法用另一只看似正常的眼睛看东西。当医生检查这个病人时,发现他有白内障,也就是那只眼睛的晶状体自然变得模糊,但显然他从未注意到这一点,因为他的大脑有能力过滤掉模糊的部分。“这是一个经典的小把戏,大脑可以关闭一些东西”,Singman说。
本文译自 HowStuffWorks,由 BALI 编辑发布。