文字里的科学

    “昨夜雨疏风骤，浓睡不屑残酒。试问卷帘人，却道海棠依旧。知否？知否？应是绿肥红瘦。” 宋朝著名女词人李清照的这首《如梦令》，借酒醒后询问花事的描写，曲折委婉地表达了词人的惜花伤春之情。其中 “绿肥红瘦”之句，天下称之。

    一般人把这首词中的“绿肥红瘦”解释为雨后绿叶繁茂，红花凋零。雨水把植物叶子表面的灰尘冲洗掉了，叶子表面的水起到了镜面的效果，就显得更加明亮。由于叶子主要是由叶绿素组成，在下雨后，叶绿素充分吸收水分，显得饱满，于是就显得比红花更精神。但这只是文学角度的理解，其实，“绿肥”真正的原因与人类的视觉有关。

    视锥细胞感知颜色

    事实上，人眼发展成今天这样一个复杂灵巧、维妙传神的光学系统，是人类在自然选择过程中漫长进化的一个结果。宇宙天体发出的电磁波，包括了从无线电波到γ射线的波长范围。但人眼可以看见的光的范围会受到大气层的影响，而大气层对大部分的电磁波辐射来讲都是不透明的，但可见光波段和其他少数无线电通讯波段例外。

    人类能看到“可见光”，是因为在人的视网膜上，主要有两大类感知光线的细胞——视锥细胞和视杆细胞。视锥细胞长得像锥子，视杆细胞长得像杆子，它们也因此而得名。在视网膜的黄斑中央凹处，只有视锥细胞，光线可直接到达视锥细胞，故此处感光和辨色最敏锐。人类的眼睛之所以能够看到颜色，主要是视锥细胞对颜色的敏感作用，为我们提供颜色的信息。

    在视网膜上，存在着3种不同的锥状细胞：一种含红感光色素，一种含绿感光色素，一种含蓝感光色素。

    当红光进入人眼，红色视锥细胞受到刺激，便会向大脑发出信号，大脑对信号进行处理后，便感知到了红色。如果红光和绿光同时进入眼睛，红色视锥细胞和绿色视锥细胞就会同时受到刺激，两者都会向大脑发送信号，此时大脑接收到了两种信号，于是就编造出了一种反馈信号，进而就感知到了黄色。当3种锥状细胞受到同等刺激时，人眼就会产生白色的感觉。

    不同的生物拥有不同的视锥细胞

    “颜色”对于不同的生物而言，具有不同的特征。比如，狗看不到粉红色；鸟类看到的粉红色，在人类看来根本不是粉红色；而蜜蜂和一些昆虫能看见紫外线波段。

    之所以出现上述这些现象，是因为不同的生物拥有不同的视锥细胞。大多数动物的视锥细胞只有两种，而鸟的眼睛有4种视锥细胞，看见的色彩会更加鲜艳丰富，可以看到比人多得多的颜色。皮皮虾据说拥有16种视锥细胞，远远超过鸟类。

    生物所具有的视锥细胞种类和数量决定了它们能够看到的世界彩色程度。因此，一些动物可能看不到另外一些动物所能看到的颜色。

    视杆细胞感知光线强弱

    但是不管什么生物，能够看到色彩的原理都是光子进入眼睛，经过眼睛内部的细胞“翻译”给大脑之后，大脑反馈给出的信息，就是生物所能看到的色彩。

    而以视杆细胞为主的视网膜周缘部，对光的分辨率低，色觉不完善，但对暗光敏感。视杆细胞在暗光下能起作用，但是无法分辨颜色，如果使用非常暗但有颜色的光，眼睛将不会看到任何颜色。

    家鸡等动物视网膜中视锥细胞较多，但视杆细胞少，虽然能看到比人更绚丽的光彩世界，但黄昏以后视觉会减弱。

    在人的视网膜内，视锥细胞和视杆细胞数量有很大差别。人约含有600万—800万个视锥细胞和12000万个视杆细胞。也就是说，负责感知颜色的视锥细胞只占到了感知光线强弱的视杆细胞的十八分之一。

    人眼对绿光格外青睐

    尽管如此，对于视杆细胞来说，仍存在着颜色敏感程度上的差别。研究结果表明，视杆细胞对蓝—绿光是最敏感的。于是，在夜晚或暗光条件下，当以视杆细胞视觉为主时，最亮的将是蓝—绿光。因此夜晚使用蓝色波段丰富的光照，可以提高可视度。

    绿红蓝三种视锥细胞的数量也不是均等的，其比例为40：20：1。人的眼睛辨别颜色主要是靠视锥细胞，而视锥细胞中感知绿色的视锥细胞数量是最多的，因此人眼容易捕捉到绿色，而且能捕捉更多的绿光。在光线比较暗的情况下，视杆细胞视觉为主要时，最亮的也是绿光。这就是为什么人对绿光格外青睐，对其他光线不那么“待见”的原因。

    因此，绿色总是比红色等其他颜色显得明亮，显得“肥”一些。李清照可能不懂得这个科学道理，但“绿肥红瘦”正是对人眼这种规律的真实写照。