超靈敏手
一個人的指尖隻能感覺到5微米高的突起,大約是頭發直徑的1/15。舌頭和嘴唇更敏感,當你把一根頭發放進嘴裡時,你立即感覺到嘴裡有大東西。
觸摸物體時,人體觸摸同時表現出三種能力,即感覺物體壓力的能力,區分物體兩點之間距離的"空間分辨率",以及捕捉物體振動時間變化的"時間分辨率"。
這三種能力與指紋有很大關系。
如果指尖像橡膠膜一樣裸露,那麼當你觸摸物體時,指尖上的皮膚都會下沉,觸覺會很差。但是,如果有指紋,每個指紋都被兩邊的"凹槽"隔開,很難觸摸到相鄰的"凹槽",是以會有非常敏感的觸覺。不同部位的皮膚在兩點之間距離的分辨率上有所不同,手指指向高于手腕。
那麼這個觸覺結構是什麼樣的呢?事實上,結構很簡單,無論它們分布在全身皮膚的哪個部位,它們都是一樣的。為什麼這麼簡單的結構能感受到各種刺激?據認為,這與它們在皮膚中的深度有關,靠近皮膚表面的結構對引起皮膚形狀變化(如傾斜)的刺激敏感,并且位于深處的結構對壓力的時間和壓力敏感。
人類的觸覺已經非常敏感,如果經過訓練,它将得到更顯著的改善。如果普通人能觸摸5微米的突起,經過訓練後可以觸摸1微米,普通人兩點之間的距離分辨率為3毫米,通過觸摸盲文(dot word)訓練可以增加到1毫米,讓盲文使手變成"眼睛"。經過進一步的訓練,你也可以把你的手變成"耳朵"。海倫·凱勒(Helen Keller)是美國一位失聰教師和作家,就是一個典型的例子。兩歲時,她因為猩紅熱而失明失聰,但她仍然以頑強的毅力完成了大學學業,被稱為克服了失明和耳聾三重殘疾的"女神"。她還開創了用手"聽"字的方法:"聽"對方的言語,伸出三根手指,把拇指放在對方的喉嚨上感受震動,用食指感受嘴唇的運動,用中指感受鼻音。
"原子級"聽證會
你可能不相信,但這是一個殘酷的事實:人耳可以聽到原子直徑(約10-8毫米)大小的微小振動。這種超微振動結構可以聽到隐藏在内耳的蝸杆管中。它是一層薄膜,有數百萬個整齊排列的纖毛,這些纖毛随着聲波而彎曲和變形,而聲波又具有電效應,産生進入大腦産生聽覺的神經沖動。雖然引力波計也可以探測到非常小的引力波,但它們隻能在非常特定的環境條件下工作,如超低溫、無振動等。但人耳中能充滿震動的人體,消除各種幹擾,保持聽覺的"原子級"感覺,真是太棒了。更好的是,人耳具有識别和選擇所需聲音的能力,這是樂器無法比拟的。有些樂器具有高度的感覺能力,但它隻是決定了聲音是否存在;
有些人可能會認為狗的耳朵比人耳的感覺更好,因為狗能聽到人們聽不到的微弱聲音,其實這是錯誤的。
在感覺方面,人類和狗是"原子的",差別僅在于聽到的聲波範圍,人是20赫茲到2萬赫茲,狗是20赫茲到4萬赫茲。
耳果具有采集聲音的功能,位于耳孔前方的小突起(耳屏)又有什麼作用?一種解釋是,這是蓋子的進化遺物,在水中生活時對耳朵是防水的。在陸地上,它是辨識聲音方向的重要結構。來自正面的聲音被耳朵Guo反射回來,觸摸耳屏後才進入耳孔,而聲音從後側可以反射,直接進入耳孔。這樣,來自各個方向的聲音就會出現時差,這樣就可以分辨出方向。蝙蝠主要由聽覺驅動,是以人耳屏相當于人耳屏的部分特别長且發達,使其容易獲得方向感。
人耳在識别聲音方向方面非常敏感。根據研究,人們可以區分前方2米距離隻有10厘米(即3度)的兩個聲源,如果左右距離為上下距離,分辨率會降低,隻有當聲源之間的距離增加到15度時才能得到與原來相同的感覺。這種差異可以從生物進化的角度來解釋:兔子等動物在食物之下,而捕食者在,是以它們對來自上下方向的聲音敏感,而馬、鹿等隻對左右方向敏感。
此外,人耳在區分聲音和聲音方面非常出色。研究表明,一個普通人可以區分2000個聲音。
5.0願景
一般人的視力可以達到1.5~2.0,但視力的極限是多少呢?據我們所知,在中國台灣省和肯亞發現了視力水準為5.0和3.0的人。衆所周知,視力好壞取決于兩點之間可以區分的最近距離。1.0的視力是指當關節眼與兩點之間由直線形成的角度小至1角(1/60度)時,區分兩點的能力。如果角度減小1/2,也可以做兩點之間的內插補點,即2.0,角度在1/3之後減小到3.0,在5.0之後減少到1/5。換句話說,視力為5.0的人在500米處看到事物的清晰度與視力為1.0的人在100米處看到事物一樣清晰。
為什麼一個人的眼睛在沒有月光的夜晚是看不見的,而在夜間移動的動物卻可以在黑暗中行走?事實證明,一個人的瞳孔大小随亮度而變化,
瞳孔隻有調整範圍的50倍,其餘的由視網膜調節,但到達我們視網膜的4/5的光從視網膜後部滑出。動物的視網膜後面有一層反射,"阻擋"穿過它們的光線。當光線反射回視網膜時,視網膜的靈敏度會增加。據認為,貓和狗可能與它們晚上眼睛的亮度有關。
充滿未知的嗅覺
嗅覺功能也是一種感覺。在一個人的鼻孔上部的每一側都有一個1.3平方厘米大小的炸玉米餅素膜,分布着大約5000萬個嗅覺細胞。當該物質的分子粘附在嗅覺細胞上時,嗅覺細胞會受到刺激。普通人可以分辨出2000種氣味。那麼嗅覺細胞是如何分離它們的呢?
有30多個假設,但它們被廣泛接受為"鑰匙"和"鑰匙孔"。根據這一理論,嗅覺細胞是"鑰匙孔",有氣味的物質分子是"鑰匙",隻有當"鑰匙"的形狀與"鑰匙孔"完全相同時,氣味資訊才能通過神經傳遞到大腦,産生嗅覺。從目前的研究結果來看,分子的大小和形狀一定與氣味有關,但僅憑這一點還不足以說明全部情況。是以,氣味仍然是一種不确定的感覺。