對腦唱歌的神經元:《眼見為憑》選摘(2)

2021-06-02 04:50

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有些精靈炸彈(smart bomb)和光學引導武器採用了類似的策略。雖然製造廠商沒有想要洩漏其中的細節,但是這些武器使用了粗略的影像定位出目標所在的區域,然後增加影像中某區域中的像素密度以提高解析度。這樣做的目的和腦部相同:盡可能用最少的計算硬體在這個世界中移動。

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老鷹的視覺為何那麼銳利

看看其他的動物的視覺能夠讓我們更了解這個觀點。想像一個剛收割不久的麥田,上面有殘留的麥莖,並且到處散落切下的麥桿。在夏日將盡的時刻,草地變得一片枯黃。在地面上,田鼠到處尋找收穫時搖落的殘留麥粒。天空上,一隻老鷹遨翔,雙翅幾乎不動,優雅的維持在距離地面約七公尺處的高度。突然牠收起翅膀俯衝而下,再次飛起來時,爪子已經抓住一隻老鼠柔軟的腹部。

田鼠的大小約只有五公分,又躲在草地中。老鷹在那個高度上怎麼能夠看得見田鼠?更何況田鼠那麼小,而且體色暗褐,老鷹飛行的速度又快。所以我們形容視力非常好的人眼睛「如同老鷹般銳利」。許多人研究老鷹這種能力的基本原理,已經有些發現了。其中之一是老鷹的錐細胞(視網膜中最早出現的細胞,能夠感受光線強弱)排列得非常緊密,因為這些感光細胞要比絕大多數哺乳動物的錐細胞來得細。除此之外,老鷹的視野非常廣,有二百九十度,人類只有一百八十度。老鷹的眼睛非常大,和頭部之間的比例大得驚人,遠超過人類或是其他哺乳動物。眼睛大是好事:要知道相機鏡頭愈大,拍出的照片愈清晰。足球賽時場邊一排專業攝影師用的相機鏡頭之大,用手根本拿不動,非用腳架才行。

老鷹(Kathy2408@pixabay)
老鷹的眼睛非常大,和頭部之間的比例大得驚人,遠超過人類或是其他哺乳動物。(Kathy2408@pixabay)

上面這些論述聽起來都很好,但是幾乎都帶有一種偏見:作者和絕大多數的愛鳥人士都知道老鷹的眼力好,因此便找尋眼力好的解釋,而不是客觀地分析老鷹的眼睛,因此有些解釋經不起仔細的檢驗。舉例來說,老鷹的錐細胞的確比較小而且排列緊密,但是只比人類的密度高了百分之六十。除此之外,老鷹的眼睛對於小型動物來說雖然大(直徑十二毫米),但是只有人類眼睛大小的一半(人類眼睛的直徑是二十四毫米)。人類的頭的確比較大,但是並不能改變光的物理特性。從光學特性來說,人類的眼睛要贏過老鷹的眼睛。

最後,你可比較老鷹的視覺解析度和人類的視覺解析度。老鷹在耐心訓練之下,能學會選擇讓牠得到食物的標靶(例如有細條紋的標靶)或一無所獲的標靶(有粗條紋的),這樣你就可以知道老鷹對於條紋的解析度有多高。最常用來測試的是紅隼,牠們視覺解析度甚至比不上人類。

但是等等,那麼一開始談到老鷹能夠在收割小麥後的田野上捕捉到五公分的小麥色田鼠是怎麼回事?牠們的視力絕對要比人類好,不論如何也都會比我好。我們要怎麼解決其中的矛盾?

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