最新研究表明人類肉眼可分辨單個光子

科技日報北京7月19日電 究竟什麼才是人類視力的分辨極限？英國《自然—通訊》雜誌19日在線發表的一項神經科學研究表明，人類的視力能以高於隨機水平的概率偵測到單光子，這一研究為人類肉眼的分辨極限提供了新的見解。

20世紀40年代的研究已經證實，人類被試對象能報告出低至幾個(5個到7個)光子的光信號。然而，人類能否感知到單光子，至今仍然是個懸而未決的問題。此前對青蛙視網膜上的單個桿狀細胞開展的實驗表明，桿狀細胞會對單個光子作出反應。但由於視網膜也會對信息進行處理，以減少噪音造成的「虛假警報」，所以對視網膜發射單個光子，不一定能成功轉化為信號傳送到大腦，讓被試者意識到有光存在。而且，這一實驗在一定程度上也受實驗條件限制，即與產生光子的光源有關。

此次，美國紐約州洛克菲勒大學阿里帕沙·瓦茲里與他的同事們，使用量子光學技術設計了一個單光子光源，並在三位被試身上測試了人類視力的偵測極限。他們的光源系統能夠產生一對相互關聯的光子，其中一個光子射向被試的眼睛，另一個光子則射向一台高感光度的相機。每次實驗都向被試呈現了兩個光刺激，其中一個包含一個光子，另一個則為空白(也可以理解為這一刺激中沒有光)。

實驗中，被試者需要說明哪個刺激包含了光信號，根據被試者在總計共30767次試驗中的表現，研究團隊發現，被試對象正確區分含有一個光子的一次閃光和無光的平均概率要高於隨機水平。

但論文作者同時指出，他們發現的這一現象的背後機制——視網膜和大腦迴路的關聯仍有待未來研究探索。

來源：科技日報

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