

尽管我们可能尽力而为,但人类在完全黑暗的环境中是看不到东西的。然而,即使只有少数光粒子存在,我们眼睛里的特殊细胞也会被激活。几十年来,研究人员一直在试图找出人眼能看到的最低光子数量。现在,来自伊利诺伊大学的研究人员已经找到了答案:根据昨天在美国物理学会俄亥俄州哥伦布会议上的一次报告,人眼的最低可见光子数为三个。据《自然新闻与评论》报道。
视杆细胞是我们眼睛中对灰色调敏感并且对光最敏感的细胞(视锥细胞负责感知颜色,但在黑暗中效果不佳),因此研究人员试图检测视杆细胞的任何活动来找出人眼的最低光线阈值。在培养皿中对单个视杆细胞进行的实验表明,即使只有一个光子也能引起反应,但在体内情况并非如此;到达眼睛的光大部分无法到达视杆细胞,因为它会被反射掉,而且如果一个细胞对单个光子做出反应,经过精心校准的神经系统很可能会将其解读为细胞误触发。
在过去的实验中,研究人员确定视杆细胞最低可以接收到二到七个光子,但他们并不确定,因为他们无法控制闪光灯中光子的确切数量。但现在研究人员有了更大的控制力。在本实验中,志愿者被置于一个完全黑暗的房间里。研究人员向他们的眼睛发射了精确的30个光子,假设只有大约百分之十的光子会到达视杆细胞。志愿者必须猜测闪光是来自右边还是左边,即使他们认为自己看不到光。当只接收到30个光子时,参与者回答正确的几率大于猜错,这使得研究人员得出结论,人眼至少可以看到三个光子。
在未来的测试中,研究人员希望测试更少的光子,并通过监测脑电波来帮助他们了解人眼是否能探测到它们。他们还希望测试光的“量子奇特性”,即一个光子同时出现在两个地方的能力,并观察人眼如何解读它。