本文參加百家號 #科學了不起# 系列徵文賽。
作者：大臉菌
作為面部之首，眼睛自古以來就是人們崇拜的對象，許多教徒甚至用它來攻擊科學。他們無限放大眼睛的神秘，否認眼睛的進化規律。作為進化史上最引人注目的奇蹟，動物眼睛的進化也曾讓達爾文一再感到困惑。
他在《物種起源》中甚至提到，眼睛簡直是自然界無與倫比的設計，他甚至覺得眼睛的形成很難用自然選擇來解釋。
至今為止，科學家依然沒有找到眼睛進化的「中間形態」。他就像是一瞬間的爆發，卻改變了生命演化的規則。而最能找到普遍規律的就是生物的感光器官，因此也有了之後的結論。
最早的眼睛要從單細胞生物談起。那時的眼睛還只是一圈感光細胞，感光色素讓生物有了趨光性，使他們能夠更好地找到陽光進行光合作用。然而這種眼睛只能感受光的大小，卻不能辨別方向。如果一些天敵從不同方向進攻，只能坐以待斃。
為了能夠更好的感受不同角度的光線，生物的眼睛開始向內凹陷。這種凹陷不僅能很好的保護感光細胞，而且還增加了辨別方向的能力。雖然這時的眼睛並沒有成像能力，但是光憑這一點就能在當時的時代很好地活下去。
之後，眼睛的進化樹開始出現分叉，不同環境的動物開始朝著不同的眼睛進化路線發展，也呈現出更加精細結構的眼睛。我們就先從人類這條路線，看一下眼睛是如何進化到現在的模樣。
隨著時間的流逝，凹陷逐漸變成了一個前端有孔的杯子形狀，這就像「小孔成像」一樣，能夠讓它們大致辨認物體的形態。隨著杯口越來越小，杯狀越來越深，最終形成了眼腔。
之後空腔內漸漸多了一層透明組織，能對感光細胞起到保護作用。再後來，這種透明組織開始分化出不同的內部結構，從晶狀體、玻璃體到角膜、視網膜再到虹膜，眼睛的結構變得更複雜，現代眼睛也有了雛形。
每一個結構的出現，對眼睛的視覺能力都有著質的飛躍。晶狀體、玻璃體增加了對光的折射作用，也讓這種能力變得更加穩定。同時，晶狀體的收縮舒張功能讓眼睛像鏡頭一樣，實現了自動對焦。
角膜的出現讓眼睛成了封閉結構，製造出更大的折射率，增加了視野寬度。虹膜就像光圈一樣能夠調節進光量的大小，以適應不同亮度的環境。
眼睛結構的複雜化也意味著視覺神經和中樞神經的複雜化。視網膜上有了更多的視覺細胞和感光色素，人類的世界從黑白時代走進彩色未來。
相比較人類，軟體動物和節肢動物的眼睛進化卻走在了不同的道路。前者眼睛凹陷越來越深，進而增加了成像的清晰度；後者則進化出「複眼「，靠許多小眼睛將不同角度的呈現組合成一個完整的影像。
我們常說，突變沒有方向，有方向的只是自然選擇。不管眼睛的進化選擇了哪個方向，都不是盲目隨機的，而是經過無數嚴苛環境的淘汰而生存下來的。今天，我們能夠看到的世界上每一隻眼睛，都是無數偶然事件所創造出的必然結果。
往期回顧：
為什麼上億年的恐龍沒有產生文明，200萬年的人類卻產生了文明？
全球變暖導致颱風變慢，但這卻不是好事，沿海城市可能要遭殃