为什么人们只能看到从红色到紫色的光？
一般来说，我们可以看到光，因为物体会发出电磁辐射，这对我们的大脑发出信号，我们看到不同颜色的光。
但为什么我们只能看到红色到紫色，即400到700纳米的光呢？而我们视而不见的所有其他波长呢？
<>看到电磁辐射>h1级"pgc-h-arrow-right"数据轨道"的化学效应</h1>
电磁辐射具有物理和化学效应，我们首先需要弄清楚光是什么样的效应。
电磁辐射的物理效应，包括加热物体和产生压力，非常微弱。例如，光压可以使光帆，虽然力很弱，但连续的加速可以使其达到光速的十分之一，从而在40年内到达我们最近的恒星系统，并且是当今世界上最快的航天器，超过10万年。
显然电磁辐射不是通过物理效应让我们看到物体，而应该是通过分子的化学变化引起的，这些变化将信号传递给神经系统，这样我们才能感知到光，这是视觉的基本原理。
<h1级"pgc-h-right-arrow"数据轨迹""47">视觉的光化学作用在哪里发生？</h1>
这种效应发生在人眼的视网膜中。视网膜含有光敏细胞，包括视网膜母细胞，锥形细胞和视网膜神经细胞，这是神奇发生的地方。
人类视网膜中约有600万个视锥细胞和1.25亿个视杆细胞。
锥细胞在较明亮的环境中工作，可以区分颜色。
杆细胞在较暗的环境中工作，具有较低的分辨率，并且无法区分颜色。
简单地说，锥形细胞区分光的颜色，而像棒细胞一样的视杆细胞感知光强度。
人类和动物如高等灵长类动物有三种不同的锥细胞，而其他哺乳动物缺乏红色锥细胞，因此它们区分颜色的能力较差。例如，猫只能区分蓝色和绿色，狗只能区分黄色和蓝色色调。
有些人缺乏红色，蓝色或绿色的锥细胞，因此他们形成不同的色盲，他们看到的世界像猫和狗一样大。
你可能有一种优越感，动物的视锥细胞越高，它们看到的越多，世界就越丰富。
但是鸟儿会马上打你的脸：我们有四个可以看到紫外线的锥细胞;
鸽子和蝴蝶：切！我们有五个;
皮虾：我12种，也能看到偏振光，我骄傲吗？
离得有点远。
<>h1级"pgc-h-right-arrow"data-track-"49"生成的视觉？</h1>
视网膜细胞和视锥细胞将感知到的光转化为神经信号，这些信号由视网膜上的其他神经细胞处理并转化为视网膜神经细胞的动作电位，这些动作电位通过视神经管传递到大脑，导致视觉冲动传递到大脑皮层的视觉中心以产生视觉。
这里的关键是动作电位的产生，光是如何引起动作电位产生的？
每个暴露在光线下的视锥细胞都充满了含有光敏分子的视觉蛋白，以及连接的11-shun类视黄醇，它们共同形成视觉色素。
当具有适当能量的光落在分子上时，11-shun视网膜吸收光子并异构化成全跨球类视黄醇，激活类视黄醇，激活大脑的神经冲动，从而产生一系列下游反应以形成视觉。
这里你可能已经看到了"为什么我们只能看到红光到紫光"的关键，只有正确的光能，才能在视网膜上实现11-顺视黄醇异构体，那么这些光的波长是多少呢？
顺反异质本质上是一个电子跳跃，它具有比旋转跳跃和振动跳跃更高的能量，而典型的有机分子只有几个ev级的跳跃能量。因此，只要我们知道电子跃迁存在于视觉化学中，我们就可以立即说可见光谱的波长应该在数百纳米左右。
<h1级"pgc-h-right-arrow"数据轨道""50">为什么它恰好是400到700纳米？</h1>
这是11-shun类视黄醇的特定吸收光谱，它们受视觉蛋白质的影响，所以问题就变成了，我们的视网膜如何只获得吸收这个波长范围的视觉蛋白质？或者我们如何在这个波长范围内获得光敏分子？
这是因为需要足够的光来检测给定的波长，其中大部分紫外线被大气吸收，落入我们眼睛的大部分能量都是红外可见的，所以我们有理由相信眼睛会进化到看到从可见光到近红外的波长。
但这还不是全部，动物眼睛的基本进化发生在阳光下，而我们眼球内99%的玻璃都是水，这意味着光必须通过水才能看到，而水在可见光波长范围内只有一个狭窄的透明窗口，所以眼睛自然进化成一个具有一系列可见光的光敏系统， 进化是发现和利用水的虫子。
因此，对于"为什么我们只能看到从红色到紫色的可见光"的最终答案是，它是由11个光滑的，黄色的，反异构体的电子跃迁决定的，以及各种光是否可以穿过大气和穿过水。只有这束光适合在这三个锥形细胞中吸收11-shun类视黄醇，所以我们的眼睛已经进化到看到从红色到紫色的可见光。总而言之，这是由进化，阳光，大气和水决定的。只有这种波长的光才能穿透大气，水，并引发对我们眼睛中蛋白质的反应。
其他动物有不同的视锥细胞，而我们对不同波长的光敏感，所以和我们的"可见光"也不同，尤其是四色、五色的视觉，尤其是12色的皮虾，我真的很好奇，它们眼中的可见光是什么？
本文主要内容来自埃因霍温理工大学纳米光子学博士后研究员Raziman T.V.，参考维基百科对相关术语的解释，拉齐曼还表示，他只研究纳米光子学，不研究生物和化学，请学科专家予以更正。我不是这个职业，只是觉得好奇，根据自己的理解写这篇文章，可能会有不准确甚至错误的表达，仅供参考。