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显微镜,热成像仪和皮皮虾的超级眼——新奇视角看世界的N种方法

 高观点笃者 2021-02-27

显微镜、热成像仪

和皮皮虾的超级眼

新奇视角看世界的N种方法

~( ̄▽ ̄)~*

你眼中的世界和我眼中的是一样的吗?

我们眼中的世界和皮皮虾眼中的是一样的吗?

如果可以给你的眼睛按个特别的“镜头”,让你看到不一样的东西,你会希望是具备什么超能力的“镜头”?

这个世界缩小且颠倒了!

大约在我四年级时,流行子弹头铅笔。某次铅笔芯掉落,我收获一个白色、有3毫米左右小孔的玩具。我带着这个宝贝回家,看到邻居在做木工活,就往宝贝里滴了一滴木工胶水。两天后,我惊奇地发现木胶干了变透明了,从小孔中看世界竟然是缩小且颠倒的,就像透过露珠看到的世界一样。

那时候的我并不具备液体张力、凸透镜成像等物理知识,只是很为自己的新玩具感到欢喜。它是一种超有威力的武器,如果我生谁的气,就眯着眼从小孔中睥睨他:“哼!你这个颠倒的小人,知道自己有多渺小吗?!”

用一杯咖啡的价钱去探索微观世界

想起这件陈年旧事,是因为我整理房间收拾出了一套 foldscope。foldscope 的最主要部件就是一颗用作物镜的小圆玻璃珠,作用和我的木胶做成的缩小镜一样。这个简易显微镜只需要一杯咖啡的价钱就可以买到,有了它全新的微观世界就此展开。

我特别爱用显微镜看昆虫。平日里不起眼的虫子,放大几百倍后竟可看到如此繁复精巧的构造,令人不得不感叹大自然的神奇。

五颜六色的蝴蝶翅膀  
https://microcosmos./?p=10080

蜜蜂腿的细节
https://microcosmos./?p=143594

顺便说一句,foldscope 的使用便捷程度和实际效果并不如现在的儿童显微镜。它胜在廉价,大量落后地区的人们获赠 foldscope 后把观察所得拍照上传到社区。渐渐的,社区内容越来越丰富,我们看到它被用于识别印度的农业害虫的微观卵,对亚马逊地区土壤节肢动物的生物多样性进行分类,检测假币和药品,追踪有毒花朵,检测水样中的细菌,绘制城市中的花粉多样性景观,以及其他成千上万的事物。(它的发明者的另一个杰作是20美分的纸片离心机,用于将血液离心分层。)

我们头顶的星空

显微镜帮助我们看到了肉眼看不到的微观世界,另一种同样由玻璃镜片组成的仪器则让我们把视野投向浩瀚宇宙。

就在显微镜被发明20年后,望远镜也被发明了,并且很快,伽利略就对其作出改进并用于天文观测,先后发现了太阳黑子,月球上的山脉与陨石坑,金星的盈亏,木星的四大卫星等等,这一系列发现对认为所有天体都围绕地球旋转的亚里士多德体系提出了真正的挑战。

伽利略通过望远镜观测月球

月球测绘图演变

在刘慈欣的小说《朝闻道》中,宇宙排险者将原始人抬头注视星空的行为,看作是创世级文明出现的标识。“如果说那个原始人对宇宙的几分钟凝视是看到了一颗宝石,其后你们所谓的整个人类文明,不过是弯腰去拾它罢了。”细想想确实值得惊叹:星空那么遥远那么不可触碰,人类是哪里来的好奇心,去对它一探究竟呢?

在可见光之外

借助显微镜和望远镜,我们得以观察到微观和宏观世界的奥妙。还有没有其它工具可以帮助我们摆脱肉眼局限呢?

当然有啦。

紫外线成像仪让我们得以用昆虫的视角来重新审视花朵(昆虫可以看见紫外光),才明白原来看着不起眼的花瓣花蕊中藏着那么醒目的引导纹,帮助昆虫找到花蜜。

截图均来自BBC纪录片《植物王国》

红外热成像仪也很有趣,透过它可以看见冷热水相遇时的激烈交换,可以感知到氢氧化钠和盐酸中和放热,还可以找出刚被狗子睡过的那块草坪以及最新鲜的那堆狗屎。

果壳VLOG“用热成像发现了藏在垃圾袋里的同事”

看见声音

从紫外线到红外线,不同波长的光波都被看到了。

我们能借助仪器,看到更多吗?也许。

例如声音?

果然,小小搜了一下,就找到这个精彩视频,用好多不同的方法让你“看见”声音。

声音可以被看见?我有100种方式向你证明

我们还能看见什么?

其实最初这篇文章我只想写一写显微镜下的奇妙世界,没想到新鲜念头一个接一个蹦出来,挡也挡不住。这些设备都是人类眼睛的扩展,世界因种种设备带来的“视觉超能力”而变得新奇有趣。

据说皮皮虾拥有动物界最复杂的视觉系统,多达16种视锥细胞(而人类只有3种),能到达红外线紫外线甚至偏振光。

偏振光哎!由此我又想到,如果我们能像机器一样给自己添加很多外设,看世界的能力还能大幅扩展呢。你会最想拥有怎样的能力呢?

看见重量?

看见食物的热量和运动消耗的能量?

看见时间?

看见四维五维甚至更高维的空间?

看见因果看见概率?

看见没说出来的思考?

看见涌动的情绪?

请留言一起开脑洞吧。

如果真的有了无限可能的外设,这更丰富的世界到底会以怎样的形式呈现在我们的脑海中呢?

更进一步,我们观察到的世界就是真实的世界吗?我说的红色和你说的红色是一回事吗?我看到的世界就是你看到的吗?色盲直接看世界、或戴上辨色的神奇眼镜后再看,哪一个世界更真实?皮皮虾眼中的世界是真实的吗?如果我戴上偏振光眼镜后呢?

我们的大脑到底会如何处理那么丰富多彩的信息呢?

截图来自BBC纪录片 《你看到我所见了吗?》

期待和好奇宝宝聊会儿天

2021.2.27

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