螳螂蝦眼中的世界什麼樣？

甲殼動物令人驚嘆的視覺系統提醒我們，每種動物只能感知物理世界的某些方面。

作者  Frank Wilczek（2004年諾貝爾物理學獎得主，麻省理工學院教授）

翻譯  梁丁當

讓我們做一次有趣的腦力練習：嘗試換個角度，甚至不是人類的角度，來看看這個世界。

我們和我們的動物朋友共同擁有這個物理世界，但每種動物只能感知世界的某些方面。在這個意義上，我們其實生活在不同的世界裡，這也可算是一種平行宇宙。狗的宇宙充滿了各種微妙而充滿誘惑力的氣味；蝙蝠的宇宙里用回射超聲波的模式來解讀空間；蜘蛛工程師製造了一個比自身大很多的網，這是個巨大的觸感器，通過它的振動可以準確定位被困的獵物。

我們人類可以看到許多動物看不到的東西，當然它們也能感知很多我們感受不到的現實。但是我們可以科學地探索動物的感知，用想像重建它們。大腦是終極的感受器，它讓我們盡情地了解現實世界。

我們特別有興趣去探索一種「神秘的」動物感知覺：它和我們自己的感知足夠相似，這樣我們也許可以憑直覺去理解它；同時它與我們的感知又有相當的差異，足以激發我們的好奇，放飛我們的思緒。例如，螳螂蝦的視覺就是這樣一種「神秘的視覺」。

螳螂蝦廣泛分布於各種水體，是非常成功的甲殼類動物。目前已知螳螂蝦大約有四百多個不同的種類，有的只有幾英寸長，有的則超過一英尺。

螳螂蝦也是非常殘暴的小生物。他們用倒刺和錘節殺死並吃掉比它們大的獵物。儘管螳螂蝦很常見，但研究起來卻很困難，因為它們善於隱藏，性情兇猛。即使小螳螂蝦也能擊穿普通水箱的玻璃壁——這對科學家的經費預算來說可不是個好消息，當然對螳螂蝦本身會有更大的傷害。

雖然關於螳螂蝦還有很多未知的東西，但我們已經知道，它們有非常神奇的視覺系統。

正常人的視覺是三色的——我們有三種顏色感受器，分別處理可見光的不同頻段。它們通常被稱為紅色、綠色和藍色感受器，但實際上每個感受器接收的頻段都能覆蓋一個區間，並且這三個區間是有重疊的。這樣一來，只要能恰當地組合三種感受器，我們就能得到任何可感知的顏色。彩色印表機也是基於這個原理，除黑色墨盒以外，通常配備三種顏色的墨盒；計算機顯示屏也採用三種發光元件計算機向你展示的萬紫千紅其實只是三種顏色不同強度的組合。你的眼睛能分辨三維顏色空間里的幾百萬種不同的顏色。

許多鳥類、爬行動物以及昆蟲有四種顏色感受器。有些可能有五種，比如鴿子。但螳螂蝦讓所有的動物都相形見絀——它們有16種顏色感受器，甚至能看到紫外光譜和光的極化。

那麼，螳螂蝦眼中的世界是怎樣的？是不是充滿了絢爛的花火和繽紛的彩虹，一覽無餘盡收眼底？

我猜確實有那麼一點。就像雄性孔雀誇張而美麗的尾屏或者愛爾蘭駝鹿誇張而威武的鹿角，螳螂蝦誇張的視覺能力也可能和性展示有關。即使對於人類來說，許多螳螂蝦看起來也異常五彩斑斕。真是無法想像它們相互看起來是什麼樣。

另外一方面，螳螂蝦的腦實在很小。知覺並不只是獲取信息，更重要的是如何處理信息。人類綜合三個顏色通道傳來的信號，可以清楚地分辨三維顏色空間里的各種顏色。螳螂蝦能夠感知一個16維的顏色空間，但它們可能不怎麼「綜合」信息。所以，它們的視功能儘管異於人類、陣容豪華，卻不見得比我們的視覺更豐富。

現代技術將為人類或機器人開啟嶄新的由儀器協助的觀看方式。充滿想像的腦力拓展則會為我們帶來實際的智力進步。

本文經 Wilczek 教授授權翻譯。

原文發表於2016年7月22日的華爾街日報，題目為 How the World Looks to a Mantis Shrimp。

作者:Frank Wilczek

來源:賽先生

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[責任編輯:許瑩瑩]

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