人类为什么能看到颜色？

从暴风雨后的彩虹到梵高的《星夜》 ，无可否认，世界在色彩中看起来更美好。但人类进化并延续了色觉，这必定提供了某种优势。这种优势是什么？色觉在未来会继续改善和进化吗？

从分子水平上讲，人类之所以能看见颜色，是因为我们有视锥细胞，这是一种位于视网膜外层的特殊吸光细胞。每只眼睛中有六百万到七百万个视锥细胞。色觉正常的人有三种不同的视锥细胞，每种细胞吸收不同波长的光，通常对应红、绿、蓝。这就是所谓的三色视觉（三个颜色通道），它们共同使人能够看到视觉光谱中的所有颜色；最常见的色觉缺陷是二色视觉，这是由于基因突变导致人无法产生其中一种视锥细胞所致。当某种波长的光穿过角膜到达视锥细胞时，细胞会通过一系列神经元传递信息，直至到达视神经，然后视神经将其传送到大脑进行处理。

其他动物在人类出现之前就发展出了这种观察颜色的能力。通过基因分析，研究人员将这些视锥细胞受体追溯到早期脊椎动物，可能可以追溯到 5.4 亿年前。有证据表明脊椎动物已经进化了好几次色觉。而且由于进化和自然选择的运作方式，如果这不能帮助动物更好地生存或繁殖，动物就不会耗费这么多资源。因此，很明显，色觉一定有某种用途，使个体比视力有限的同类更适应进化。

加州大学欧文分校数学行为科学研究所的项目科学家金伯利·詹姆森 (Kimberly Jameson) 表示，人类为何能够看到颜色，答案不止一个。因此，研究颜色的功能（以及动物看到颜色的能力）会有所帮助。

杜克大学脑科学研究所的神经生物学家戴尔·普维斯说，最直接的理论是，良好的视力可以帮助人们在光线强度相同的情况下区分物体。如果人类和灵长类动物能够区分豹子和深绿色的森林，或者金狮和大草原的黄绿色草地，那么它们可能就能更好地生存。

詹姆森说，另一种理论认为，动物进化出颜色是为了吸引配偶。从蓝下巴的山魈到羽毛繁茂的孔雀和橙腹孔雀，许多物种的雄性都使用色彩鲜艳、精致的展示来吸引异性。詹姆森说，颜色越鲜艳，雄性似乎越健康，这使得它对想要拥有更健康后代的雌性更有吸引力。人类本身不具备这种性选择，但我们可能从祖先那里继承了看到颜色的能力，并找到了另一种用途。

其他研究人员认为，灵长类动物辨别颜色的能力有助于它们捕捉有助于其成功繁殖的社会线索。一些灵长类动物脸上没有太多毛发，因此当它们的脸变红时，毛发就会显现出来。例如，这可能有助于雄性看到雌性脸红，这可能表明她是愿意交配的性伴侣。或者雄性可以看到竞争对手的脸何时因愤怒或沮丧而变红，从而使它们避免可能妨碍其未来成功繁殖的伤害。它们的人类后代也可能使用色觉来了解我们自己物种的其他成员。

但最令人信服的理论（也是我们最接近科学共识的理论）是，色觉帮助我们的祖先更好地觅食。动物界有很多这样的例子。蜜蜂可以看到紫外线，因为花朵与它们共同进化，在需要授粉的部分附近有标记，为蜜蜂提供食物。能够分辨浅色和深色叶子的灵长类动物可能能够挑选最嫩、最美味的叶子来吃。

第三种锥体可以帮助人类辨别最成熟的水果，这种水果含有更多的碳水化合物，可以为我们的祖先提供更多的能量。能否从视觉上区分未成熟的绿色草莓和成熟的红色草莓，可能会决定一个人是饥饿还是营养充足，是死亡还是生命。

如果看到颜色如此有用，为什么我们的眼睛无法理解可见光谱以外的波长？像蜜蜂和猫一样，检测较短波长的光，可以让我们看到更多的紫色色调；像蛇一样，接收红外线中较长的波长，可以帮助我们在夜间看得更清楚。

简单的答案是，我们不需要。“这取决于你的利基是什么，以及你需要什么才能在这个世界上生存，”Purves 说。“我们不需要看到花朵中的紫外线，所以我们不这样做。”虽然在夜间观察有色捕食者可能会有所帮助，但人类大多在白天活动，所以我们不会在天黑后让自己陷入太多危险的境地。如果我们这样做了，我们的耳朵对于听到捕食者或其他威胁非常有用；如果我们真的需要看，我们的黑白视觉受体——视杆细胞——在夜间就能看到足够的信息，尤其是在月亮出来的时候。

三色视觉也没有什么神奇之处。到目前为止，三色视觉对人类最有效，但大约 8% 的男性和 0.5% 的女性有二色视觉。大多数动物都有二色视觉，而人类的这种缺陷并不大，Purves 说：“当然，你不可能成为飞行员或无线电信号工程师，但通常人们不知道自己是色盲，直到别人告诉他们。”有人说，这可能根本不会造成任何不利影响——如果你能看到你正在逃离的狮子，Jameson 补充道，谁在乎你是否能分辨出莫奈画中的所有颜色呢？

世界上还有少数四色视者，她们拥有四种视锥细胞，能够看到的颜色是普通人的一千倍。但这并不能给人类带来足够的优势，不值得人们为之付出精力。“一旦出现，这种优势就会一直存在，因为没有太多的进化压力会迫使其消失，”普维斯说。

但当然，进化不会就此结束，人类生存所需的条件也在发生变化。没有人知道进化将如何进行——正如普维斯所说，进化不是人工设计的——但普维斯表示，人类可能会“退化”到只能看到更少的颜色，而詹姆森则认为四色视觉可能会变得更加普遍。“如果我们处在进化轨迹的顶峰，那就太好了，”詹姆森说。“如果有某种奇怪的伽马射线击中你的眼睛，你就会进化。”

这些进化变化需要很长时间，因此人类可能不会注意到看到更多或更少颜色的变化。但是，我们要感谢数千年来的这些变化，让我们能够欣赏美丽的日落，或森林中数十种绿色。无论我们如何进化到今天，毫无疑问，我们看颜色的能力在我们感知世界的方式中发挥了重要作用。詹姆森说：“人类很有趣，因为他们欣赏自己的色彩视觉体验，并将其作为一种丰富的美学融入到生活中。你进化了一些能力，最终会用于完全不同的事情。”