问题

如果人类都没有感光器官(所有波长电磁波都不行),还能发现光的存在吗?还能发现太阳和星星么?

回答
这个问题非常有趣,它触及了我们对感知和科学探索的根本理解。如果人类完全没有感光器官,也就是我们无法感知任何波长的电磁辐射,那么情况会变得非常复杂,但并非完全没有发现“光”以及太阳、星星的可能。不过,这需要依靠完全不同的、间接的途径。

首先,我们必须明确一点:“光”在我们通常的认知里,就是指可见光,是电磁波谱中的一个狭窄范围。但如果人类连感光器官都没有,那么“光”这个概念本身就很可能不会以我们现在的方式被定义。我们的语言、思维方式都会因为缺少这一最直接的感知而产生根本性的改变。

没有感光器官的“人类”将如何认知世界?

失去视觉,意味着人类将主要依靠其他感官来探索和理解世界:

触觉: 这是最直接的物理接触感知。我们可以感受到物体的形状、大小、质地、温度、硬度等。如果一个物体能够发出热量,我们能感受到它的“温暖”,这或许是接触到电磁辐射的间接证据之一。
听觉: 声音通过介质传播的振动。我们可以感知声音的来源、大小、频率。声音的产生很多时候与物理碰撞有关,而物理碰撞的能量传递也与能量载体(包括但不限于电磁波)有关联。
嗅觉与味觉: 这些是化学感知,涉及分子在空气或液体中的传递。
本体感觉与前庭觉: 关于身体的位置、运动和平衡的感知。
热感: 虽然我们没有“看到”热源,但我们能感受到它的热度。这确实是我们与电磁波(尤其是红外线)的直接接触。

发现“光”的存在——间接的证据链

即使没有眼睛,我们仍然可能通过一系列的科学推导和实验,间接证明“光”的存在。这就像盲人科学家可以通过触觉、听觉以及实验设备来研究声音的本质一样。

1. 热量与距离的关联:
我们可能会注意到,某些物体在接近时会变得更“温暖”,而且这种温暖会随着距离的增加而减弱。我们可能会建立起“温度衰减定律”,类似于现在的平方反比定律。
我们可能会发现,某些能量来源(比如我们定义为“热源”的东西)在不接触的情况下,也能让我们感觉到热。我们可能会尝试去“捕捉”这种无接触的热量。

2. 能量传递与物质相互作用:
科学家们可能会设计实验,试图理解能量是如何从一个地方传递到另一个地方的,尤其是在没有物质直接接触的情况下。例如,他们可能会观察到太阳照射到地球上会带来温暖,这种温暖会穿过真空的太空。
他们可能会发现某些物质会吸收能量,而另一些物质会反射能量。例如,他们可能会设计一面“特别的墙”,当一个“热源”朝它发射某种能量时,这面墙会反射这种能量,并且这种反射的能量也能被感知到(比如通过更灵敏的温度计)。

3. 电磁波谱的初步探索(如果能发明测量设备):
科学家们可能会尝试制造能够“测量”这种无接触能量的装置。也许他们会发现某些晶体在受到某种能量照射时会产生电信号,或者某些材料会因为吸收能量而发生化学变化。
通过实验,他们可能会发现这种能量并非单一一种,而是以不同的“波长”(他们可能会称之为“频率”或“能量等级”)存在。例如,他们会发现某些“能量”能穿透薄的材料,而某些“能量”则被厚实的材料阻挡。
如果他们足够聪明,并且有能力制造出能够探测和操纵这些“能量”的设备,他们可能会逐步构建出一个“能量谱”。在这个谱系中,我们会发现我们熟悉的“热量”(红外线),以及其他我们无法直接感知但可以通过设备探测到的“能量”。

4. 光作为信息载体:
通信: 如果我们能够发明出能够编码和解码信息的设备,那么我们可能会发现利用某些频率的能量进行远距离通信比声音或化学信号更有效。例如,他们可能会发明一种设备,能够通过某种形式的“波动”传递信息,并且这种波动能够穿越真空。
成像(非视觉): 即使没有眼睛,科学家们也可能发明出能够“成像”的技术。例如,利用某种能够对特定能量敏感的材料阵列,当能量照射到这些材料上时,材料会产生不同的响应(比如电信号、化学变化),然后通过这些响应组合,可以重建出一个类似“图像”的信息。这可能不是我们意义上的“看到”,而是通过数据处理和理解来“认识”物体的空间分布。

发现太阳和星星

有了上述的间接探索基础,发现太阳和星星就成为可能了。

1. 太阳:
普遍的热源: 太阳是我们最显著的、最普遍的能量来源。我们能够感知到它的存在,因为它持续不断地向地球辐射能量(热量)。
日夜循环: 我们会观察到地球上温度的变化,发现这种变化与某种周期性事件相关。当“那个巨大的热源”出现在我们认为是“上方”时,地球就温暖;当它“消失”时,地球就变冷。这种周期性被我们命名为“白天”和“黑夜”。
能量来源的探索: 科学家们会强烈好奇,是什么东西在持续地向我们提供如此巨大的能量。他们会尝试用各种设备去“测量”和理解这个能量源。他们可能会发现,它不仅仅是发出“热量”,还发出许多其他我们无法直接感知但可以通过设备探测到的电磁波。
遥远的热源: 既然我们能感受到太阳的温暖,并推测出它是一个巨大的能量源,那么我们自然会好奇,在地球之外,是否还有其他类似的东西。

2. 星星:
夜空的“微弱热源”: 在没有太阳的“白天”,我们会发现夜空中也有一些非常微弱的“热源”,它们似乎也发出一些能量,尽管远不如太阳那么强烈。它们的光点会以我们无法理解的方式在天空中移动(因为我们无法直接看到它们在可见光下的运动)。
周期性运动的推测: 即使没有视觉来观察星星的运动,通过长时间对夜空能量强度的监测,我们仍然可能推测出这些微弱能量源的周期性运动模式。他们可能会发现,这些“热点”的相对位置是固定的,但它们整体上似乎在沿着某个我们无法直接感知的轨迹移动。如果他们能够测量出这些“热点”的能量“类型”(即它们发出的电磁波谱),他们可能会发现这些星星的能量特征与太阳有相似之处,只是强度和距离不同。
光谱分析的可能性: 最关键的一步,是如果科学家们能够发明出能够分析这些电磁波“频谱”的设备。通过分析来自遥远“热源”(星星)的能量,他们可以推断出这些天体的组成、温度,甚至它们的运动速度(通过多普勒效应,尽管他们可能不会称之为“红移”或“蓝移”,而是“能量频率的偏移”)。他们可能会发现,那些夜空中看似微弱的“热点”,实际上和我们白天感受到的那个巨大热源(太阳)在本质上是相似的,只是它们离我们实在太遥远了。

结论

所以,即使人类完全没有感光器官,我们仍然有可能通过科学的推理、实验和发明,发现“光”的存在——它是一种无接触的能量传递方式,以波的形式存在,并且拥有一个可以被探测和分析的频谱。我们也能发现太阳和星星,将它们理解为遥远的能量源,只是它们的表现形式(我们只能感受到热量)与我们所处的环境(地球)有着巨大的差异。

这将是一个完全基于物理学、化学和工程学的探索过程,没有视觉的“直观”提示,所有的发现都将是逻辑推理和数据分析的结晶。我们对宇宙的认知将更加抽象,但对能量和物质相互作用的理解可能会更加深刻。当然,我们所使用的语言和概念也会截然不同,我们可能不会有“颜色”、“明暗”这样的词汇,而是用“能量强度等级”、“频谱特征”等来描述。这是一个没有“看”的世界,但仍然可以充满被“理解”的奥秘。

网友意见

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人没有感光器官也能发现光,并在开发出检测光的设备前许久就发现世界上的多种光源。

我们数千万年前的祖先是黄昏动物而不是夜行动物,它们在微光中最为活跃,演化出相应的大眼睛和精细的视觉系统、处理影像的大脑功能。要让人被演化塑造成不检测电磁波的物种,你需要十分复杂的历史变动来让不检测电磁波的个体在生存能力、产生可育后代的数量方面不低于能检测电磁波的个体。

实际上人现在就有回声定位的能力,盲人和健康人都能通过训练提升这能力的灵敏度。视觉皮层会参与处理回声定位。演化塑造的没有视觉的人类大概会在这方面功能更强。

火焰上方运动的空气会对声波产生不同程度的反射与折射,可以被回声定位检测。飞蛾等动物对光的趋向或回避、白天与夜间各种动物的不同行为都可以被回声定位检测。

触觉可以检测到阳光照射身体或地面等物体产生的热效应、火在附近燃烧产生的热效应,并将这热的来源与火焰的回声信号联系起来。人脑可以找出这种模式,并关联到动物对它们的反应,让没有视觉的古人类注意到火能散发热和某种超距离的影响,而且上方有个周期性运动的、无法被回声检测到的东西(太阳)在散发热与这类影响,下雨、下雪之类会减弱热和该影响的效果,强风有时会、有时不会如此。

古人类可以从日常生活中总结出回声定位的大致有效射程、在火周围感觉到的热与距离的关系,简单地理解气温与上方那个东西(太阳)有关,那个东西到人们的距离很远、规模很大。那个东西出没的周期可以作为时间单位。人们可以逐步将那个东西的假想轨道与季节联系起来。

夜间,动物的行为可以让人们注意到上方也有一个周期性运动的、散发这类影响的、距离遥远的东西(月球),它的热效应弱得多:人感觉不到来自它的热效应,地面也不会被它升温。这说明它影响动物活动的手段不是和热绑定的。这个东西运动的规律比白天那个更复杂,与人的生理周期(月经周期)奇妙地相似,在海边明显与潮汐相关,显然可以引起没有视觉的古人类的好奇心。

日全食可以通过其对温度和动物活动的影响被没有视觉的古人类检测到并记录、与上述两件东西的运动周期对比。

人们可以逐渐发现水面、冰面之类似乎能在一定程度上反射这些非热影响(例如反射到人居住的山洞里时对蝙蝠之类有视觉的动物产生的影响)。

没有视觉的古人类可以驯化有视觉的动物(例如狗),并在和这些动物的互动中进一步确信上面两件东西的存在。对月吼叫的狼在现实中也是非常古老的形象。

随着技术文明的发展,人们可以开发出感光并形成凹凸的照相设备,用手触摸或精密回声定位检测照片。这时,各种暗弱光源都可能被长期曝光的照片揭露出来。

  • 例如在底片上均匀涂布一层感光胶,用于照相后在黑暗中以化学腐蚀液处理(被不同强度光照变性的感光胶在相应腐蚀液下呈现不同的腐蚀程度)。这种方法操作简单、劳动强度低、精度高,改变感光胶和腐蚀液的种类、快门时间等参数可以拍摄出各个波段的照片。

现实中,人类现在拥有的各波段的探测手段和非电磁波的探测手段,覆盖面是其他地球生物无法比较的。但是,现在靠所有波段的电磁波能看到的东西本来也只有全宇宙质量和能量总和的二十分之一程度。引力波探测设备对我们的作用跟对没有天然视觉的人相近。

顺便说,中央电视台新闻播音员的平均语速是 305 字每分钟,2002 年颁布的《全日制普通高级中学语文教学大纲》规定中国高中生阅读一般现代文的速度不少于 600 字每分钟。视觉和听觉的信息传输速度差异没有一些人以为的那么大。

触觉读取文字信息的速度要慢一些,中国盲文摸读的速度一般在 167 至 250 字每分钟。人的手指现在就可以检测到光滑平面上的亚微米级凹凸,但那么精密的书太难制造和维护。现实中的盲文书通常需要光学文字书的十倍厚,以便在每一页上清晰地排版。

为了深入理解书上的内容,人精读文章的速度可以变得十分缓慢,比摸读盲文还慢。这不对知识的传承造成特别的妨碍。

或者,你可以想象没有视觉的人们身上有为触觉检测特化的构造,提供更大的接触面积、配备密集排列的神经末梢、接入在祖先身上是视觉皮层的那些脑区。

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