Почему мы видим только одну октаву света? [закрыто]

Когда смотришь на обычную диаграмму спектра ЭМ, нельзя не заметить, что видимый спектр чуть ниже одной октавы частот; то есть отношение между самой высокой и наименее видимой частотами немного ниже 2,0.

Есть ли для этого какая-либо известная биофизическая причина?

Я могу (отчасти) понять, почему цветовое разрешение может выиграть от ограничения всего одной октавой: это ограничило бы эффекты наложения, такие как фантомные основы , но даже с учетом того, что совсем не ясно, что эффекты наложения хуже эволюционно, чем не видеть больше Спектр ЭМ вообще. В конце концов, мы слышим 9 октав или около того и не слишком сильно страдаем от алиасинга.

Я вообще не понимаю, почему видение более одной октавы может быть вредным для эволюции монохромного скотопического зрения, которое мы наблюдаем ночью. А при отсутствии эволюционного объяснения следует искать биофизическое. Таким образом вопрос.

Что вы подразумеваете под "биофизической причиной"? У нас просто не развились рецепторы для других типов света, какая может быть «причина» для этого? Также нет причин, по которым у нас нет шести рук или что мы не можем дышать и воздухом, и водой, не так ли?
@ACuriousMind: это не объяснение, которым следует довольствоваться, по крайней мере, недостаточное, чтобы перестать спрашивать «почему».
Общие мысли: здесь пик солнечного спектра, так что это важная часть спектра для фотосинтезаторов; глаза изначально развивались в воде, которая поглощает ИК-излучение, поэтому способность обнаруживать ИК-излучение не была бы преимуществом; трудно поглощать широкий диапазон частот, мы поглощаем много звуковых частот, потому что длина волны звука велика, и мы можем настроить волоски в ушах на эту длину, но чтобы поглотить, скажем, УФ, вам нужна очень специфическая и очень маленькая молекула , плюс даже попытка поглотить его потенциально опасна.
Предполагается, что человеческий мозг был разработан, чтобы сосредоточиться, а не быть перегруженным лишней информацией. Таким образом, наше выживание было связано с тем, что мы брали самую неотложную «информацию» и обходились ею. Итак, мне интересно, относится ли ваш вопрос к этой теории.
Со страницы Википедии о цветовом зрении ( en.wikipedia.org/wiki/Color_vision#In_other_animal_species ): «Люди, некоторые приматы и некоторые сумчатые видят расширенный диапазон цветов, но только по сравнению с другими млекопитающими. Большинство немлекопитающих позвоночных виды различают разные цвета, по крайней мере, так же хорошо, как люди, а многие виды птиц, рыб, рептилий и амфибий, а также некоторые беспозвоночные имеют более трех типов колбочек и, вероятно, превосходят человека по цветовому зрению».
Если это верно, вышеизложенное противоречит идее о том, что диапазон восприятия был ограничен тем, как развивались глаза, и на самом деле поднимает вопрос, почему большинство млекопитающих потеряли значительную часть цветового зрения по сравнению с низшими позвоночными, и почему мы, люди, сохранили его. или переработал его. Это также идет вразрез с развитием мозга.
@udrv: я не вижу в приведенной выше цитате никаких указаний на то, что другие виды видят более одной октавы ЭМ-спектра, только то, что некоторые из них лучше различают цвета в любой части ЭМ-спектра, которую они видят.
Я голосую за то, чтобы закрыть этот вопрос как не по теме, потому что он дублирует многие другие вопросы, связанные с нейрооптикой, а также с квантовым поведением физически достижимых органических соединений, используемых в сетчатке.
@CarlWitthoft: какие?
Я голосую за то, чтобы закрыть этот вопрос как не по теме, потому что он касается альтернативной эволюции человечества, а не физики.
Я думаю, вам следует снова задать этот вопрос на Biology Stack Exchange. Я не думаю, что это следует спрашивать на Music Stack Exchange, потому что на самом деле речь не идет о звуковых октавах.

Ответы (1)

Главный ответ на этот (закрытый) вопрос дает несколько веских причин, по которым инфракрасное зрение не получило широкого распространения в животном мире. Перефразируя, для восприятия даже ближнего ИК-спектра потребуется датчик другого типа по сравнению с более или менее обычными хромофорами, а эволюционная отдача от обнаружения будет ограниченной. Преимущество, полученное перед зрением в нашем собственном видимом диапазоне, не обязательно того стоит, поскольку при благоприятных для жизни температурах все захлестывается инфракрасным излучением. Однако последняя идея спорна, поскольку существуют виды змей и жуков.которые развили ИК-восприятие, хотя и с органами, отделенными от их глаз (очень ненавистные постельные клопы также умеют воспринимать ИК-излучение o_o). Но с эволюционной точки зрения инфракрасное восприятие, очевидно, является гораздо более поздним развитием, чем обычное зрение.

Возможно, просто белковые структуры, которые могут служить хорошими хромофорами в видимом и ближнем УФ-диапазоне и обеспечивать полезное разрешение по частоте, статистически гораздо более доступны, чем все, что может хорошо работать в ИК-спектре, а также в сложных жидкостных средах. на основе окружающей среды (подумайте о спектральном расширении).

[В качестве интересной идеи в этой статье объясняется, что мы, люди, на самом деле способны видеть излучение в ближнем ИК-диапазоне за пределами 1000 нм при правильных условиях — посредством двухфотонного возбуждения родопсина. См . здесь забавную историю физики, стоящую за этим маленьким открытием. ]

Что касается ограничений УФ-диапазона, то многие виды, включая бабочек, пчел, рыб, птиц и даже млекопитающих (северных оленей), действительно обладают зрением в ближнем УФ-диапазоне (диапазон УФ-А), что значительно превышает предел человеческого зрения в 400 нм. Но биологическое зрение на более коротких волнах, особенно за пределами УФ-В, кажется столь же бесполезным, как и зрение в среднем и дальнем ИК-диапазоне, хотя и по другим причинам. Что касается земной жизни, УФ-излучение является мощным источником мутаций и, как правило, нарушает биологические процессы (конформационные переходы, радикалы). Существующие хромофоры разрушаются более коротким УФ-излучением, поэтому УФ-зрению придется полагаться на другие датчики. С другой стороны, преимущество снова будет минимальным, поскольку большинству современных видов на самом деле требуется среда с низким уровнем ультрафиолетового излучения, где ультрафиолетовое зрение может не сильно помочь.

Почему мы видим только одну октаву света? [закрыто]
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v