為什麼人們隻能看到從紅色到紫色的光？
一般來說，我們可以看到光，因為物體會發出電磁輻射，這對我們的大腦發出信号，我們看到不同顔色的光。
但為什麼我們隻能看到紅色到紫色，即400到700納米的光呢？而我們視而不見的所有其他波長呢？
<>看到電磁輻射>h1級"pgc-h-arrow-right"資料軌道"的化學效應</h1>
電磁輻射具有實體和化學效應，我們首先需要弄清楚光是什麼樣的效應。
電磁輻射的實體效應，包括加熱物體和産生壓力，非常微弱。例如，光壓可以使光帆，雖然力很弱，但連續的加速可以使其達到光速的十分之一，進而在40年内到達我們最近的恒星系統，并且是當今世界上最快的航天器，超過10萬年。
顯然電磁輻射不是通過實體效應讓我們看到物體，而應該是通過分子的化學變化引起的，這些變化将信号傳遞給神經系統，這樣我們才能感覺到光，這是視覺的基本原理。
<h1級"pgc-h-right-arrow"資料軌迹""47">視覺的光化學作用在哪裡發生？</h1>
這種效應發生在人眼的視網膜中。視網膜含有光敏細胞，包括視網膜母細胞，錐形細胞和視網膜神經細胞，這是神奇發生的地方。
人類視網膜中約有600萬個視錐細胞和1.25億個視杆細胞。
錐細胞在較明亮的環境中工作，可以區分顔色。
杆細胞在較暗的環境中工作，具有較低的分辨率，并且無法區分顔色。
簡單地說，錐形細胞區分光的顔色，而像棒細胞一樣的視杆細胞感覺光強度。
人類和動物如高等靈長類動物有三種不同的錐細胞，而其他哺乳動物缺乏紅色錐細胞，是以它們區分顔色的能力較差。例如，貓隻能區分藍色和綠色，狗隻能區分黃色和藍色色調。
有些人缺乏紅色，藍色或綠色的錐細胞，是以他們形成不同的色盲，他們看到的世界像貓和狗一樣大。
你可能有一種優越感，動物的視錐細胞越高，它們看到的越多，世界就越豐富。
但是鳥兒會馬上打你的臉：我們有四個可以看到紫外線的錐細胞;
鴿子和蝴蝶：切！我們有五個;
皮蝦：我12種，也能看到偏振光，我驕傲嗎？
離得有點遠。
<>h1級"pgc-h-right-arrow"data-track-"49"生成的視覺？</h1>
視網膜細胞和視錐細胞将感覺到的光轉化為神經信号，這些信号由視網膜上的其他神經細胞處理并轉化為視網膜神經細胞的動作電位，這些動作電位通過視神經管傳遞到大腦，導緻視覺沖動傳遞到大腦皮層的視覺中心以産生視覺。
這裡的關鍵是動作電位的産生，光是如何引起動作電位産生的？
每個暴露在光線下的視錐細胞都充滿了含有光敏分子的視覺蛋白，以及連接配接的11-shun類視黃醇，它們共同形成視覺色素。
當具有适當能量的光落在分子上時，11-shun視網膜吸收光子并異構化成全跨球類視黃醇，激活類視黃醇，激活大腦的神經沖動，進而産生一系列下遊反應以形成視覺。
這裡你可能已經看到了"為什麼我們隻能看到紅光到紫光"的關鍵，隻有正确的光能，才能在視網膜上實作11-順視黃醇異構體，那麼這些光的波長是多少呢？
順反異質本質上是一個電子跳躍，它具有比旋轉跳躍和振動跳躍更高的能量，而典型的有機分子隻有幾個ev級的跳躍能量。是以，隻要我們知道電子躍遷存在于視覺化學中，我們就可以立即說可見光譜的波長應該在數百納米左右。
<h1級"pgc-h-right-arrow"資料軌道""50">為什麼它恰好是400到700納米？</h1>
這是11-shun類視黃醇的特定吸收光譜，它們受視覺蛋白質的影響，是以問題就變成了，我們的視網膜如何隻獲得吸收這個波長範圍的視覺蛋白質？或者我們如何在這個波長範圍内獲得光敏分子？
這是因為需要足夠的光來檢測給定的波長，其中大部分紫外線被大氣吸收，落入我們眼睛的大部分能量都是紅外可見的，是以我們有理由相信眼睛會進化到看到從可見光到近紅外的波長。
但這還不是全部，動物眼睛的基本進化發生在陽光下，而我們眼球内99%的玻璃都是水，這意味着光必須通過水才能看到，而水在可見光波長範圍内隻有一個狹窄的透明視窗，是以眼睛自然進化成一個具有一系列可見光的光敏系統， 進化是發現和利用水的蟲子。
是以，對于"為什麼我們隻能看到從紅色到紫色的可見光"的最終答案是，它是由11個光滑的，黃色的，反異構體的電子躍遷決定的，以及各種光是否可以穿過大氣和穿過水。隻有這束光适合在這三個錐形細胞中吸收11-shun類視黃醇，是以我們的眼睛已經進化到看到從紅色到紫色的可見光。總而言之，這是由進化，陽光，大氣和水決定的。隻有這種波長的光才能穿透大氣，水，并引發對我們眼睛中蛋白質的反應。
其他動物有不同的視錐細胞，而我們對不同波長的光敏感，是以和我們的"可見光"也不同，尤其是四色、五色的視覺，尤其是12色的皮蝦，我真的很好奇，它們眼中的可見光是什麼？
本文主要内容來自埃因霍溫理工大學納米光子學博士後研究員Raziman T.V.，參考維基百科對相關術語的解釋，拉齊曼還表示，他隻研究納米光子學，不研究所學生物和化學，請學科專家予以更正。我不是這個職業，隻是覺得好奇，根據自己的了解寫這篇文章，可能會有不準确甚至錯誤的表達，僅供參考。