光线至少持续照射人眼多长时间才能被人类察觉到？

要让眼睛捕捉到光线，它必须满足几个关键条件，并且有一定的时间要求。这个时间并非一个固定的数字，因为它会受到多种因素的影响，但我们可以深入了解这个过程，来理解为什么会有这样的“阈值”。

首先，我们需要明白光线是如何被我们感知到的。当光线进入我们的眼睛，它会穿过角膜、晶状体，最终聚焦在视网膜上。视网膜上布满了感光细胞，主要是视锥细胞和视杆细胞。视锥细胞负责在明亮环境下感知颜色和细节，而视杆细胞则在昏暗环境下发挥作用，对光线更敏感。

当光子（光的能量单位）击中这些感光细胞时，会引发一系列复杂的生化反应。这个过程就像一个微小的“开关”被触发了。这些反应最终会将光信号转化为电信号，然后通过视神经传递到大脑。大脑接收到这些电信号后，经过处理和解释，我们才能“看到”光。

那么，这个“开关”被成功触发并传递到大脑需要多久呢？这个过程涉及到的生化反应和神经信号传递，都需要一定的时间。就好比你按下开关，灯泡亮起，这中间也有一个短暂的延迟。

科学研究表明，人类眼睛能够察觉到的最短光照时间，通常在 几十毫秒 左右。更具体地说，这个数字大致在 20到50毫秒 之间。这是一个非常短暂的时间，是我们日常生活中几乎无法直接感受到的。

为什么会有这个范围呢？主要原因在于：

感光细胞的响应速度： 视杆细胞和视锥细胞接收光子后，需要一定的时间来完成生化反应，产生足够强的信号。这个过程并非瞬间完成，而是有一个累积效应。光线越弱，需要的光子越多，感光细胞需要的时间也越长。
神经信号的传递速度： 一旦感光细胞产生电信号，这个信号还需要沿着视神经传递到大脑的视觉皮层。神经信号的传递虽然很快，但也不是无限快的。
大脑的处理时间： 大脑接收到信号后，还需要对其进行加工、识别和整合，才能形成我们最终的视觉感知。这个过程也需要时间。
光的强度： 这一点非常关键。如果光线非常强，即使照射时间很短，也可能被察觉到。这是因为足够强的光线能够一次性激发足够多的感光细胞，使得生化反应和信号传递过程能够更快地完成。相反，如果光线非常微弱，则需要更长的照射时间来累积足够的光子，才能被察觉。这就是为什么在黑暗中，即使是很弱的光源，一旦持续一段时间，我们也能看到。

你可以想象一下，如果光线只出现一瞬间，比如只有1毫秒，那么即使它很亮，感光细胞可能还没有来得及“启动”并传递信号，这个信息就消失了。而如果光线持续了50毫秒，那么感光细胞就有足够的时间完成整个生化过程，并且信号有足够的时间传递到大脑，让我们“看到”它。

这就像你在黑暗中试图看到一个飞速掠过的物体。如果它出现的时间太短，你可能根本来不及注意到它。但如果它出现的时间稍微长一点，哪怕速度还是很快，你就有更大的几率捕捉到它的身影。

当然，这个“几十毫秒”是针对普通情况而言的。在极端情况下，比如在非常安静和黑暗的环境中，并且有充足的时间让眼睛适应，我们对微弱光线的感知阈值可能会进一步降低。反之，在嘈杂、明亮的环境中，或者眼睛疲劳时，这个阈值可能会相应提高。

总而言之，为了让光线被我们的大脑识别为“看见”，它需要在我们的感光细胞上引发一个累积过程，这个过程需要足够的时间来产生一个可被神经系统识别和传递的信号，最终在大脑中形成感知。而这个最小的时间窗口，大约就在几十毫秒的量级。

网友意见

1 普朗克时间。

这不止是因为人眼可以检测到单个光子^[1]。对一般人最敏感的波长 530 纳米的绿光来说 ，在 0.1 秒内有 5~9 个光子抵达视网膜，普通人就有 60% 以上的概率看到闪光。这 5~9 个光子是同时打中视网膜还是先后抵达是没有区别的。

本题目没有要求光子量的多少，只提了时长。万亿个光子同时抵达，不要太亮。在光子打中视网膜后人体的一系列处理需要多长时间就无所谓了，光源能亮 1 普朗克时间即可。

在相同的距离上照射同一个人眼，发光体射出的可见光的光照强度高，意味着同时有更多的光子抵达视网膜，自然是有关系的。

参考

1. ^ Tinsley, J., Molodtsov, M., Prevedel, R. et al. Direct detection of a single photon by humans. Nat Commun 7, 12172 (2016). https://doi.org/10.1038/ncomms12172

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