书城科普奇妙的大自然:360°亲近大自然
10667600000061

第61章 “活化石”妙用反差原理——鲎与鲎眼电视机

小问号

鲎是一种海洋节肢动物,世界上仅有5种,主要分布在太平洋沿海、北爱尔兰沿海、北美洲东部沿海到墨西哥湾,以及我国的东南沿海。它浑身都长着坚硬的甲壳,拖着长长的剑形尾巴,头部和胸部的“盔甲”特别宽大,形状像“马蹄”,腹部还有6对附肢,腹甲呈六角形,有6对片状的游泳肢,还有用来呼吸的5对腮。怪模怪样的鲎,让人类最为惊讶、也最让它名声远播的是那奇特的复眼,为人类研制清晰的电视系统提供了宝贵启示……

在我国东南沿海,北从浙江省的宁波,南到广东省的汕头,都能够找到一种叫鲎的海洋动物。它时而在浅海里爬行,时而钻进泥沙里,时而在蔚蓝色的海水里游泳……这个模样儿有点怪的海洋动物,在硕大无比的恐龙还没有出现时就已经存在了。追溯鲎的生存历史,让人类惊叹不已——它在世界上已经有4亿多年,而且不论外界怎么变化、进化,这家伙仍然我行我素,身体结构以及生活习性都没有什么大差异,因此,科学家称它为“活化石”。

鲎有四只眼睛,其中两只小眼长在头的前部,有两只复眼长在头的两侧。小眼也有自己的视网膜,而且对紫外线的辐射特别敏感。但是,真正对它起重要作用的是两只复眼。鲎的复眼很像昆虫的复眼,是由1000多个小眼组成的,每个小眼都能够对投射来的光进行聚集,经过神经末梢,而且迅速传递给大脑。这些小眼之间相互联系,又相互制约。当一个小眼受到光照产生兴奋时,周围的小眼就受到抑制,兴奋性就降低。这不但不影响鲎对周围世界的观察、感知,相反,却有助于它识别物体。当复眼中的一只小眼得到鱼等物体反射来的信息时,其他小眼的兴奋点就迅速降低,甚至降到零,而这只最先捕捉到信号的小眼兴奋点相对扩大,使物体的轮廓变得更突出、更清晰。这就是视觉上的反差原理。可见,“活化石”鲎妙用反差原理已有4亿年的历史,而画家利用反差来增强物体的线条和轮廓的艺术,才仅仅有100多年。

生物学家把鲎眼这种利用反差来提高视觉效果的本领,称为“侧抑制作用”。受此启发,人类制成的电视机在微弱的光线下,也能提供清晰度非常高的图像。目前,人类正在研制给照相机配上具有鲎眼功能的附件,届时,用这种相机拍摄到的航空照片就不会灰蒙蒙的,月亮和火星上的照片也可能像地上的景物那样清晰可辨啦!

“小档案”

电视的发明倾注了许多人的心血。电视是借助无线电波远距离传递图像的通信系统。1873年硒的光电现象发现后,出现了各种各样的用硒片作“视网膜”的“电眼”设计。但是,硒片能感觉到接收光的总量,无法“看”清前面是人,还是房屋。1884年,一种叫尼普科夫盘的装置问世。这盘上沿螺旋线排列开了一些小方孔,盘转动时就把整幅图像分成小孔数那么多行像素,一个光电管、一对导线就能把图像传递出去,这才出现了有实用价值的机械电视系统。据大百科全书记载,电视发明人是俄罗斯工程师弗拉迪米尔·兹沃利金,另一名电视的发明者是美国14岁少年费罗·T·法恩斯沃,实现了画面和声音的一起传送,1971年,《纽约时报》称他是世界上最伟大的科学家之一。当代科学家才开始借助生物学研究成果来提高电视的清晰度,目前的电视的每个画面分成625行、共50多万个像素(点)组成。