魚眼看世界,魚兒看到的和你看到的世界不同,哪個更真實?

霍金說：「我們怎麼知道我們感知到的「現實」是真實的？金魚看見的世界與我們所謂的「現實」不同，但我們怎麼能肯定它看到的就不如我們真實？據我們所知，就連我們自己說不定終其一生，也在透過一塊扭曲的鏡片打量周遭的世界。」

金魚看到的世界為什麼跟我們所謂的現實不同呢？因為金魚的眼睛跟我們的不一樣，看到的世界也就不一樣。就像用廣角鏡頭，用紅外線望遠鏡看世界一樣，鏡頭內的成像跟我們裸眼看到的世界區別很大。

魚看到的世界不僅與你看到的不一樣，不同種類的魚兒看到的世界也互不相同。

世界上魚的種類有33600種，超過了哺乳動物、鳥類、爬行動物和兩棲動物全部加起來的總和。其中超過3萬種魚類是硬骨魚，包括鯊魚在內的軟骨魚只有1300種。

從高山溪流到深海海溝，從雨林沼澤到極地海洋，無論是垂直高度，還是平面區域，魚兒生活的範圍都遠遠超過了我們。跟生活環境密切相關，生活在不同環境中的魚兒擁有不同的眼睛，所見也不同。

魚眼跟我們的眼睛有什麼不同？

結構上，魚兒的眼睛跟你的很像，不過它們沒有眼瞼，也沒有淚腺。你需要淚水滋潤眼球，還會經常眨眼去除眼球表面的細微灰塵。生活在水裡的魚兒不存在這個麻煩，包圍住它們的水流時刻在滋潤清洗著魚兒的眼球，它們用不上眨眼和淚水。

聚焦

視覺上，魚兒的視力不如你的視力好。原因是，你在空氣中看世界，而魚在水裡看世界。

魚兒和你能看到世界全憑光線，光線的照射讓我們看見了物體。光線在不同的媒介中，傳播速度不同。以光在真空中的傳播速度為標準，光在空氣中的傳播速度跟在真空中差不多，但在水裡的傳播速度要慢，速度只有空氣傳播速度的四分之三，也就是0.75。當光線從空氣進入水裡時，因為傳播速度不同，會發生折射。折射是當光線穿越不同介質時發生的方向改變，我們把折射率定義為光線在介質中速度比值的倒數。光在空氣中沒有折射，折射率為1，而光在水中的折射率為1.333（=1/0.75）。折射率越高，光的速度越慢。

你在看物體時，光線經過了兩次折射才聚焦到視網膜上，角膜和晶狀體是你的聚焦工具。眼球最外層的角膜有圓潤的弧度，平行光線從角膜表面進入角膜內部時，發生第一次折射，轉折向中心聚集。然後，聚集的光線通過折射率略大於水的晶狀體，發生第二次折射，再次聚焦，最後成像落在視網膜上。

簡單地說，當你看見光線時，光線先是在空氣中傳播，而後在含水的眼睛裡傳播。

上圖是人眼聚焦圖。光線經過角膜的第一次折射後，聚集起來，然後你通過改變晶狀體的形狀來精確聚焦。要看清遠處的風景，你控制晶狀體的肌肉會放鬆，連接晶狀體的懸韌帶擴張，拉伸晶狀體變平，聚焦遠處。要看清近處的字畫，睫狀肌壓縮，懸韌帶回收，壓迫晶狀體變凸，聚焦近處。

魚兒生活在水裡，光線直接在水裡傳播，進入含水的眼睛，省略了在空氣中傳播的一次折射。跟你看物體不一樣，光線通過魚兒的角膜時，沒有發生折射。魚兒全靠調節它的晶狀體來聚焦，而且魚兒調節晶狀體的方式跟你調節的方式也不一樣。

上圖是人眼和魚眼的對比圖。你的晶狀體是塊有弧度的薄片，彈性很好，能壓縮拉伸。魚兒的晶狀體是個球，很僵硬，不能改變形狀。魚兒在聚焦時，不會像你一樣改變晶狀體的形狀，魚兒直接前後移動晶狀體的位置來聚焦。要看遠處風景時，硬骨魚收縮控制晶狀體的肌肉，把晶狀體儘量往後拉，靠近視網膜。不過讓魚兒前後移動晶狀體的位置有限，這意味著，晶狀體調節受到位置限制的魚兒看不了太遠，它們都是近視眼。

在空氣通透，陽光明媚的好天氣，你能看到20公裡的遠方。在水源清澈，光線合適的平靜湖泊，視力最好的魚兒能看到50米的遠方，而大多數魚兒都只能看清方圓10米之內的物體。

魚兒看不了太遠，但是能看清距離很近的東西。你看不清在你鼻子面前3釐米處的蟲子，魚兒就能看清。圓球形的晶狀體還給魚兒帶來了長景深的觀感，當它聚焦在5米遠的地方時，5米之後的物體也能看清楚，就像魚眼鏡頭裡面的成像一樣。不過魚眼能看清的範圍有限，看不清魚眼鏡頭裡的藍天白雲。另外魚眼只能看清視野中間的物體形狀，視野邊緣的物體會變形。

魚兒沒有眼瞼，晶狀體調節位置有限，加上魚兒的瞳孔很大，不能縮小（除了鯊魚，鯊魚能調節瞳孔大小），影響了它對光線的適應性。你對光線的適應性很強，從黑暗的電影院走到陽光下，眯一會兒眼，縮小瞳孔，一分鐘就能適應光線變化。可是魚兒不行，你在黑夜裡把客廳的燈打開，魚缸裡的魚兒會先躲到陰影處，至少要等上30分鐘才能適應強光。湖泊裡的魚兒最愛微光，在清晨、傍晚和陰天時，它們更加活潑好動。

雖然魚兒的視力遠不如你，還怕強光，但是它的視野比你的廣闊。

視野

你的雙眼位於前方，有出色的視覺，但你看不到側邊的物體。而魚兒的眼睛長在腦袋的側面，左右隔開，每隻眼睛能看到側邊180度的範圍。在雙眼視線重疊的正前方，魚兒能看清空間距離。

如果你閉上一隻眼睛，只用單眼看世界的話，會發現很難確定物體距離你有多遠，就連彎腰撿起掉落在地板上的鉛筆時，都會錯位。只有睜開兩隻眼睛一起看，才能精確把握距離。就像打羽毛球或桌球，如果你兩隻眼睛的視力差距很大，又沒戴眼鏡調節的話，會影響接球動作，因為有視差，你不能準確定位球的位置。

魚兒跟你一樣，單眼看到側邊的物體時，不能很好地判斷距離遠近。只有物體出現在雙眼都能看到的正前方，才能把握距離的遠近。而在捕食蟲子和蝦米時，確定位置很關鍵。魚兒視野覆蓋範圍很廣，不過也有盲點，它的正後方區域是視線覆蓋不到的地方。你徒手捉魚時，從它的後面下手最為妥當。

魚兒除了有比你更廣闊的視野外，它還能看到你看不見的色彩。

色彩

你的視網膜裡有2種感光細胞，一種是視杆細胞，用來分辨明暗。另一種是視錐細胞，用來分辨色彩。視錐細胞分3種，感紅細胞，感綠細胞，感藍細胞，分辨不同的色彩。紅綠藍是光的三原色，調配組合後你能看到五顏六色的大千世界。（註：光的三原色跟調色板上紅黃藍的顏料三原色不同。）

大部分的魚兒眼裡的視錐細胞有4種，比你多了一種感知紫外線的細胞。大多數的魚兒能看到你看不見的紫外線，它們的可視光譜比你的更寬。

上圖是生活在珊瑚礁裡的2種雀鯛魚，上方的是安波魚（ambon damselfishes），下方的是檸檬（lemon damselfishes），長成一模一樣的明黃色，沒法區分。但如果一條檸檬魚進入安波魚的領地，立刻會被安波魚驅逐。安波魚怎樣辨認出異族檸檬魚？昆士蘭大學團隊用帶濾光片的鏡頭看到了雀鯛魚的秘密。

上圖是帶濾光片的鏡頭拍下的照片，上方是安波魚，下方是檸檬魚。濾光片阻擋了其它波長的光，只留下紫外線照射在魚兒的身上。照片上你可以看到安波魚和檸檬魚的臉頰上長著不同的圖案，臉頰的複雜圖案在紫外線的反射下能看到，你用裸眼看不到，而魚兒能看到，這是它們獨特的防偽標誌。

除了紫外線外，有些魚兒還能看到紅外線，偏振光，它們的可視光譜超過人類太多。

上圖是能看見紫外線的金魚眼中的世界，它看到的色彩比你看到的更玄幻。

廣袤海洋，從淺水到深水，從熱帶到極地，不同環境下的魚兒擁有不同的眼睛，現在來看看劍魚和鯊魚的眼睛有什麼不同。

劍魚

劍魚的血是冷的，但它的眼是熱的。

天越冷，你的行動越遲鈍。在冬天的冷風中回個微信，手指凍僵了連打字都不利索。水裡的魚兒跟你一樣，寒冷會阻礙它們大腦和肌肉的功能，延長反應時間。面對寒冷，以速度取勝的劍魚，為了保持自己銳利的目光，演化出給眼睛加熱的能力。

劍魚的眼睛周圍有個加熱器官，把血液加熱後提供給眼睛和大腦，讓冷血的劍魚擁有溫暖的目光和思維。在只有3℃的冰冷海洋，劍魚的眼睛溫度能提高10℃到15℃。加溫的眼睛工作速度比冷血眼睛要快上10倍，追蹤獵物不在話下。

冷血的劍魚，身體溫度跟隨環境變化。水流帶走熱量的速度遠大於空氣，為了單獨給眼睛加熱，保持溫度，劍魚消耗了不少的能量。在3萬多種魚類中，只有22種魚類擁有加熱眼睛的能力。

同樣是捕獵高手的鯊魚跟劍魚一樣，也會加熱眼睛，此外，鯊魚還有一種劍魚比不上的夜視能力。

鯊魚

鯊魚喜歡在夜間捕食，它們擁有一雙透視暗夜的眼睛。

鯊魚的視網膜後面有層反射膜，叫做絨氈層透明質。光線透過視網膜照射到透明質上，能重新反射到視網膜上，讓鯊魚的夜視能力加倍

。貓咪的眼睛裡也有這層反射膜，到了夜晚閃閃發光。如果鯊魚深夜在陸地上行走，你也能看到它們黑夜裡發亮的雙眼。

真實世界

魚兒看到的世界跟你看到的不同，哪一個更真實？

無論是魚兒還是你，看到的世界都是真實的，沒有誰比誰更高級。實際上，你跟魚兒一樣，看到的世界只是真實的一部分。除了眼見為實的圖像外，還有很多看不見的真實物體同時存在。

從星空到深海，人類一直在探索著看得見和看不見的世界。真實世界像一張巨大的拼圖，每一個新發現是拼圖的一塊單片。一塊塊的單片積累起來，我們能逐漸拼接成完整的真實世界。

期待有一天，不再像霍金先生說的那樣：「透過扭曲的鏡片打量世界」，我們能完完整整地看清楚真實世界。

我們的徵途是星辰大海，一直在路上，從未改變。