显单薄的表情变化，又何尝不能应对各种场景呢？
所以，你并不理会这些，只是依然傻笑，好奇地环顾四周，观察你
所处的环境。
父亲坐在床边摇着你正躺着的婴儿床，似乎还沉浸在因你睁眼而欢
欣的余波之中，哼着什么小曲。母亲满脸微笑，正在帮你整理着身
上的铺盖，自己也跟着婴儿床摇摆的幅度轻轻晃动。
这一切在你眼中看起来有些滑稽，于是你笑得更欢了。
是了，这定是你父母的卧室，而且还是他们的婚房，因为你的目光
被床头上方的巨幅照片吸引，照片上那两个人，不是你的父母还能
是谁？你的父亲就像一位骑士，英气地站在你母亲的身边。他那墨
黑的骑士装镶着金色纽扣，与你母亲洁白的婚纱错落有致，交相辉
映。长长的婚纱一直拖到地面，红色的玫瑰花瓣散落在裙摆之上，
暗示着照片主人的百年好合。这一切，在有些苍黄的曝光效果之
下，显得那么真实。
你盯着这张照片良久，或许只是被这富有层次的色彩所吸引。
你不会意识到，这些色彩是人类数百万年来的智慧演变——并不是
所有陆地动物都能像你这样大饱眼福。
对于动物而言，视觉是一项基本而又重要的识别系统，这背后既藏
有深刻的物理规律，也离不开物质的化学基础。
任何一种生物要对外界环境的变化做出反应，首先要能够接收外界
的信号，而这些信号会以千奇百怪的形式存在。比如：天气冷了，
就是温度带来的信号。接收这个信号后，人们知道添衣服，动物长
出更厚的毛发，就连植物也都会通过落叶等形式抵御寒冬。又或
者，用手触摸一下含羞草，它就会把叶子收起来。这是机械力向含
羞草传递的信号。
既然是信号，传递速度自然就成了非常关键的参数，这就和手机信
号一个道理。
所谓视觉，就是通过眼睛去捕捉、观察对象所发出的光。人眼能够
看到的光，便是可见光。在人类目前已知的物理学常识中，光是传
播速度最快的一种现象，可以达到每秒钟30万千米。用光作为信号
传播的介质，在速度上显然是有优势的。相比之下，声音在空气中
的传播速度只有340m/s，虽然比人类跑动的速度快得多，但是相比
于光速，甚至还不及与兔子赛跑的乌龟。
这种差别于我们而言并不陌生。比如：雷电发生的时候，会同时产
生耀眼的光芒与巨大的轰鸣。对地面上的人来说，几乎在雷电产生
的同时就可以看到闪电，却要在好几秒之后才会听到雷声。光与声
的交流方式，虽然只是区区几秒，却有可能决定一个生命体的生
死。
试想，在濒临树丛的一片草原上，某个猿猴家族正在觅食，其中有
几只分守在周围的土堆上瞭望远方。这些“哨兵”是在观察周边是
否会有剑齿虎出没。一旦遭遇警情，“哨兵”就会发出信号。此
时，所有的成员便会立即爬上树梢。
隶属于灵长目的古猿，大概是在美食的诱惑之下，离开熟悉的树
梢，开始向草原进发。这并非一项轻松的使命，因为草原上那些食
肉的霸主们并不甘心拱手交出自己的地盘。于是，冲突在所难免。
面对剑齿虎，这些猿猴能够做的，就是尽可能提早发现危险，为逃
跑赢取最大的可能性。
发动攻击时，剑齿虎可能会传递出不同类型的信号。但是，这些信
号的传递速度都不够快。等到猿猴们监测到这些信号时，奔跑能力
惊人的剑齿虎说不定就已攻到了眼前。因此，猿猴要想更快地发现
它，就要动用自己非凡的视觉，敏锐地捕捉到远方的剑齿虎一点点
逼近的身形。
正是凭借这一套兵法，古猿们才得以逐渐征服草原，并最终演化成
智人。视觉的重要性，可见一斑。
但是，这个遥远的故事还缺少最关键的一环——生命体需要通过怎
样的模式才能感受到光？
要搞清楚这一点，首先需要明白，什么是光？
光并非我们通常所说的物质。早在牛顿生活的年代，对于光的本
质，就已经出现了很多猜想。17世纪时，在英国皇家学院工作时，
牛顿有一位前辈兼同事，也是近代化学的奠基人波义耳，在自己的
著作中提出了“物质由微粒构成”的哲学思想，这也成为科学革命
中的一颗重磅炸弹。牛顿接受了这一思想，而且走得更远。他认为
光也是由微粒构成的，并由此阐述了很多经典的光学理论。
牛顿只说对了一半。光，的确可以算作是由粒子构成的，但是这些
被称为“光子”的微粒，在静止状态下的质量为零。也就是说，光
子是一种“虚无”的粒子，和氧气这样的物质有着天壤之别。现代
的科学家们更愿意用“波粒二象性”去描述光的特性，既承认它有
光子微粒的属性，但也会用电磁波去描述它的波动性质。
以电磁波的属性来看待光，所谓的可见光，实际上是波长在
400~760nm之间的电磁波。纳米是很小的长度单位，1nm只有1mm的百
万分之一。
电磁波和水面的波浪一样，是利用振动传输能量的一种形式。只不
过它不需要水，也不需要包括空气在内的任何介质，只需要电磁场
就可以。所以，哪怕是在真空中，电磁波也可以传输。太阳是地球
的能量源，而在太阳与地球之间长达1.5亿公里的行程里，绝大部分
都是真空的环境。幸亏电磁波能够穿越“禁地”，为地球带来丰富
的能量，也让视觉这种识别系统成为可能。
对你来说，视觉是第一个被动训练的交流方式，本质上就是你对不
同波长的电磁波所做出的反应。你可以用眼睛看到整个可见光区的
电磁波，但是对其他波长的电磁波，比如红外光与紫外光，便无能
为力了。不仅如此，你的眼睛还可以对可见光区进一步细分，识别
出其中的“赤橙黄绿青蓝紫”来。
你对这个世界的第一印象，便是你用眼睛看到的各种色彩。你刚开
始学会说话时，最容易记住的词汇往往都和颜色有关。这并不意
外，敏锐的视觉识别能力，是人类的一项特长。
不过，并非每个人都像你这样幸运。有些人看到的色彩也远比你单
调，无法亲眼看到这鲜艳绚丽的世界。这种情况被称为“色盲”。
英国化学家道尔顿是最早发现色盲的科学家。他的主业是理论化
学，最大贡献是确立了“物质由原子构成”的思想。之所以他会越
俎代庖，研究色盲这种生理问题，只因为他自己就是一名色盲患
者。有一次，他发现自己眼中的灰色袜子，在身边其他人看来，居
然是“红色”的，只有他的弟弟对他的意见表示支持。由此，他揭
开了“色盲症”的面纱。他和弟弟是天生的色盲患者，看不到别人
眼中的红色与绿色。如今我们知道，色盲是一种遗传疾病，并且是
伴随X染色体（我们后面还会说起它）的隐性遗传疾病。
人体能感受到光和色彩，全都仰仗不同波长的光在视网膜上的成
像。可以说，视网膜就如同老相机的底片。光照可以让视网膜的颜
色发生改变，从而成像。底片上涂有感光物质，视网膜上则分布着
感光细胞，两者都是为了捕捉光线。感光细胞有两种形态，分别被