千里眼：究竟能否看透世间百态？

西游漫话：

“耳听为虚，眼见为实”。很显然，千里眼和顺风耳是一对形影不离的铁哥们。玉皇大帝为了全面准确地了解天下苍生的疾苦，监督天庭那帮神仙老老实实做好本职工作，不要私自下凡为妖，祸害当地百姓，顺风耳和千里眼成为玉帝最得力的情报收集密探。

图3-17 立体图画

西游论道1：眼睛如何能看见物体？

人和动物的眼睛看见物体，涉及光的本性与眼睛的生理构造。任何光都以电磁波形式在空间传播，光线从光源发射而出，或者从物体表面反射光线到眼睛，眼睛吸收这些光子，在大脑里成像。光源发光离不开原子激发的过程：电子受到激发，原子释放光子。电子有不同能量状态（能级），取决于电子的运动速度以及与原子核的距离。不同能级的电子占据不同轨道，能量较高的电子在距离原子核较远的轨道上运动。物体将能量传递给一个原子，电子暂时跃迁到一个更高、离原子核更远的轨道上。电子在该位置停留很短时间，立即被拉向原子核，回到它的初始轨道，并将多余能量以光子的形式释放出来。发射光的波长取决于释放能量，能量由电子的具体位置决定，不同原子释放不同种类的光子，不同波长的光对应不同颜色。

大自然有五颜六色的美丽景象，物体具有不同的颜色，这是物体对不同可见光选择性吸收的结果。如当白光通过硫酸铜溶液时，铜离子选择性地吸收部分黄色光，使透射光中的蓝色不能完全互补，于是硫酸铜溶液呈现蓝色。透射光中其他颜色的光是两两互补为白色，物质呈现出的颜色就是它所吸收光的互补色。物体对白光中所有颜色的光全部吸收，呈现出黑色；若反射所有颜色的光，物体呈现出白色；若透过所有颜色的光，物体为无色。

色彩建立在视觉器官的生理基础上，眼睛成像和透镜成像规律相同。眼球中的角膜和晶状体相当于一个凸透镜，视网膜相当于照相机的底片。物体发出的光线通过瞳孔而进入眼睛，晶状体调整眼睛的焦距，使光束集中到富有视锥细胞和视杆细胞的视网膜上，形成倒立和缩小的实像，分布在视网膜上的视神经细胞受到光的刺激，把这个信号传输给大脑，经过大脑处理，形成对物体的视觉印象。

人能感觉到物体的立体感，是因为视觉能分辨远近。人的两只眼睛分开约5厘米，两只眼睛除了瞄准正前方以外，看其他任何一样东西，两眼的角度都不会相同。虽然差距很小，但经视网膜传到大脑里，大脑利用微小的差距产生远近的深度，形成立体感。立体电影利用两个镜头，如同人眼那样拍摄景物的双视点图像，通过两台放映机，把两个视点的图像同步放映，使略有差别的两幅图像显示在银幕上。如果用眼睛直接观看，看到的画面会重叠模糊不清。观众要戴着一副特殊的偏振光镜片，使左眼只能看到左放映机的画面，右眼只能看到右放映机的画面，大脑把这两种图像结合起来，形成立体图景。

西游论道2：眼睛能产生视错觉吗？

“眼睛是心灵的窗户”，眼睛是如此娇贵，它没有包裹坚固的骨头，不能承受一丝伤害，细小的沙子混入眼睛会引起干痒、流泪等不舒服反应。请眯起眼睛，对着较为明亮的地方注视几秒钟，你会发现眼前有透明状的漂浮物缓慢移动，会随着眼球的转动而改变位置。它们是可怕的寄生虫，还是无意中现身的微生物？不用紧张，这是顽皮的眼睛与你开的趣味玩笑。

图3-18 眼睛的飞蚊症

从眼球的横切面图可见，眼球被坚韧的巩膜（眼白）包围，巩膜前端是透明的角膜，眼球内层由脉络膜及视网膜覆盖。眼球内近角膜处悬着水晶体，水晶体前有虹膜，角膜与水晶体之间充满房水。这种视野里面圆圈和毛发一样的细线东西，是一种视觉假象。光线在射向视网膜感光细胞的途中，要通过红血球，每个膨胀的红血球直径约为8微米，光通过红血球时发生衍射现象。如果光通过单独一个血球，在视网膜上形成的衍射图案是同心的明暗相同的纹环。如果是几个红血球连接在一起，衍射图案会成为长形。图案和血球离开视网膜的距离有关系，距离远的图案大而且迷糊，因此看不清楚；距离近的衍射图案小，但是比较清楚。

假如眼前经常有黑色的斑点游动，这是一种眼科疾病，叫飞蚊症。飞蚊症患者眼睛里的玻璃体有异常，里面出现混浊物，比如出血、炎症细胞等。光线经过的时候，把这些小杂质的影子投到视网膜上，形成小黑点或者蜘蛛丝。近视、用眼多的人，或者眼睛有外伤的人，他们的玻璃体比较容易退化。玻璃体退化引起的飞蚊症一般是良性的，让人很心烦，平常注意用眼卫生和适当休息就好了。如果出现飞蚊突然增多、视力下降等症状，就要马上看医生。(www.xing528.com)

下面这个奇妙的现象，更能展示眼睛的错觉。当你乘坐火车旅行时，睁眼看着车窗外。近处的树木、房屋会向着与火车行驶相反的方向后退，这是毫无疑问的。慢慢把目光转向远处，奇怪的现象发生：你会发觉远方的景物并没有后退，而是缓慢地向着火车前进方向运动，火车、树木、房屋、远山仿佛在围绕一个中心旋转。原来，坐在行驶的火车上，人的观察大多以自我为中心，产生自我感觉：近处景物在向后退去，是因为它以火车作为参照物。由于远处物体的位置比火车移动距离大得多，可以认为远处景物与火车相对静止。以火车为参照物，远处的大山也是静止的。综合上述两方面情况，以火车为参照物，远处静止，近处向后运动，速度的变化随着景物远近应呈线性变化。经过人的大脑复杂思维活动，眼睛会形成火车围绕某一点旋转的错觉。要消除这个错觉很容易，用一张纸或者一本书放在眼睛前方，挡住近处的物体，使眼睛从纸的上方直接看到远处的物体。眼睛没有了近处物体运动的参照，看到远处物体也会向后退，不会产生大地旋转的感觉。汽车在高速公路行驶，你也可以看到大地旋转的景象，但是公路笔直的路段距离比较短，不像火车那样长直运动，加上两边房屋和树木等对视觉的阻碍，这种现象不会特别明显。

西游论道3：千里眼能敌望远镜和电视机吗？

受到生理结构的限制，人无法像千里眼那样看清远处物体。为了弥补眼睛的局限，人们发明了望远镜。望远镜是观察远距离物体的光学仪器，能把远物很小的张角按一定倍率放大，使其在像空间具有较大的张角，使本来无法用肉眼看清的物体变得清晰。望远镜的发明有一段历史趣闻：17世纪初的一天，荷兰小镇的一家眼镜店主人利伯希，为检查磨制出来的透镜质量，把一块凸透镜和一块凹镜排成一条线。他通过透镜看过去，发现远处的教堂塔尖好像变大拉近了，于是在无意中发现了望远镜的秘密。1608年他为望远镜申请专利，制作了一个双筒望远镜。望远镜发明的消息很快在欧洲各国流传开，意大利科学家伽利略得知了这个消息，1609年10月他做出能放大30倍的望远镜。伽利略用自制的望远镜观察夜空，第一次发现月球表面高低不平，覆盖着山脉并有火山口的裂痕，此后发现了木星的4个卫星，以及太阳的黑子运动。

在人们建造的众多望远镜里，最著名的要数哈勃太空望远镜了，它就像人类在浩瀚宇宙中安放的一只千里眼，能清晰地看到遥远的星体，观察几十亿光年以外的物体，了解几十亿年前发生的事情。哈勃太空望远镜属于美国航空航天局与欧洲航天局的合作项目，目标是建立能长期在太空中进行观测的轨道天文台，它的名字来源于美国著名天文学家埃德温·哈勃。1990年4月25日，美国航天飞机把哈勃望远镜送入太空轨道，它长13.3米，直径4.3米，重11.6吨，造价近30亿美元。哈勃望远镜以2.8万千米的时速沿太空轨道运行，清晰度是地面天文望远镜的10倍以上。它位于地球大气层之上，影像不受大气湍流的扰动，视相度绝佳，无大气散射造成的背景光。哈勃望远镜成为天文观测最重要的仪器，解决了许多天文学的基本问题，加深了人类对天文物理的认识。

另外一种千里眼更神奇，它能够让相距万里的人们共同看到现场的真实景象，它就是电视机。回望近百年来电视机诞生、成长的历程，对比电影一帆风顺的发展，可以清晰地发现两者的不同命运。电影的发明比较早，1889年爱迪生发明电影留影机，他将摄制的胶片影像在纽约公映后轰动美国。1895年法国人卢米埃尔兄弟研制活动电影机，具有摄影、放映、洗印等主要功能，同年12月28日在巴黎卡普辛路14号的一个咖啡馆里，公映他们摄制的《火车到站》等影片，标志电影艺术的诞生，当之无愧地成为“电影之父”。

电影技术比较简单，它要把拍摄的胶片制作成为拷贝，然后拿到不同的电影院用放映机在巨大的屏幕上放映或者显示出来。它把胶片以24幅/秒的速度在屏幕上放映，利用人眼的视觉滞留效应形成活动图像，同时配以人物语言。

电视的发明道路坎坷多了，1884年俄裔德国科学家尼普科夫设计了一种称为“电视望远镜”的新玩意，他在向柏林皇家专利局递交的专利申请书上写道：“这种新装置可以让A地的物体在任何一个B地被看到”。多么了不起的设想，就像神话中的千里眼一样，可以看透远隔万里的景物。尼普科夫提出未来电视机工作的三条基本原则：把图像分解成像素，逐个传输；像素的传输逐行进行；用画面传送运动过程时，许多画面快速逐一出现，在眼中这个过程融合为一。1926年英国青年人贝尔德依据尼普科夫圆盘原理，发明了机械电视。经过不断改进与完善，贝尔德机械电视传送距离大幅增加，屏幕图像也从原始的黑、白、灰色过渡到绚烂的彩色图像。1928年“第五届德国广播博览会”在柏林隆重开幕，最引人注目的新发明电视机第一次揭开它的神秘面纱，这个能够说话、能演戏的怪家伙，把人们的生活引入了一个神奇的世界。

新生的机械电视传播距离和范围非常有限，图像也相当粗糙，无法再现精细的画面。幸运的是早有人在不经意间提出解决问题的方案。1897年德国物理学家布劳恩发明阴极射线管，电子束撞击时荧光屏上发出亮光。1906年布劳恩的两位助手用阴极射线管制造了一台画面接收机，进行图像重现。这种装置重现的是静止画面，还不具备电视机传送活动图像的功能。1923年美国发明家兹沃雷金发明了电子电视摄像管，1931年研究成功电视显像管：一个由240条扫描线组成的图像，被传送给4英里以外的一架电视机，再用镜子把9英寸显像管的图像反射到电视机前，完成电视摄像与显像完全电子化的过程。

不久新生的电视机获得一个绝佳的亮相历史舞台机会：1936年柏林举办奥林匹克运动会，主办方首次应用电视机进行实况录像与转播。当时使用4台摄像机拍摄比赛情况，图像信号通过电缆传送到帝国邮政中心的演播室，在那里图像信号经过混合后，通过电视塔被发射出去。每天8小时的比赛实况转播，世界各地的千万观众挤在小小的电视机屏幕前，兴奋地观看比赛。随着各种通信卫星的发射升空，电视的传播速度更快，在高悬太空的通信卫星照耀下，我们的地球仿佛变小了，全球村时代已经来临。

随着科技的发展，已显老态的显像管电视机慢慢淡出市场，液晶电视和等离子电视迅速成为消费主流。液晶电视基本原理是对两面玻璃之间的液晶施加电压，控制分子的排列变化和曲折变化，屏幕通过电子群的冲撞而制造画面，通过外部光线的反射形成图像，据统计液晶电视已占据平板电视市场的最大份额。

1964年科学家提出等离子体，利用惰性气体电离放电发光。等离子体电视机的面板由一个个规则排列的像素单元构成，每个像素单元对应一个内部充有氖、氙混合气体的等离子管密封小室，向等离子管电极间加上高压，小室中的气体就会发生等离子体放电现象，产生紫外光，激发前面板内表面涂有的红、绿、蓝三基色荧光粉，发出相应颜色的可见光来形成图像。科技的发展速度超乎想象，未来电视会是什么样，谁也无法预料和想象。

图3-19 立体电视机