流言
当牛看见红色东西的时候,立刻会生气地冲上去——这样的观念来自斗牛场,早已深入人心,甚至成了卡通漫画作品爱用的素材之一。
真相
牛虽然能感受到红色和绿色有一些差别,但分辨能力不敏锐。在斗牛场上,让牛激动的并不是旗子的颜色,而是旗子的运动。
世界为什么是彩色的世界在我们眼里为什么是彩色的?这是因为我们的眼睛感受到了不同波长的光。为什么不同波长的光线可以让人感受到不同的颜色呢?
原来在视网膜上,有一类非常重要的感光细胞,叫做视锥细胞。这类细胞不仅可以接收光子,让人看见东西,还负责分辨不同的颜色。在人类的眼睛里,视锥细胞分为三种,可以被不同波长的光线激活。当这三种视锥细胞被激活以后就会给大脑传递信号。在大脑皮层里,来自三种视锥细胞的信号被接收,随后又被通过合适的方式整合起来。只有这样,我们才能“看”到某种颜色。
当所有类型的细胞以相同的程度被激活,我们就能“看”见白色,如果只有红色敏感视锥细胞和绿色敏感视锥细胞被以相同的程度激活,我们就能“看”见黄色。如果用稍微抽象一点的语言来说,三种视锥细胞的功能是把光的波长这个一维的直线转换成了三维的视觉空间,三维空间里的每个点对应了一个颜色。就这样,光线的世界在我们面前变得多彩起来。
牛是“准红绿色盲”
人类是一种幸运的哺乳动物,因为大多数哺乳动物在进化的过程中,丢失了不同种类的光敏色素。只有少数灵长目动物通过了基因重复(gene duplication)的作用获得了第三种光敏色素。大多数哺乳动物只有两种光敏色素,这些动物被称为二色性视觉(dichromacy)动物。还有一些动物只有一种感光色素,这些动物是单色性视觉(monochromacy)动物。比如,很多海洋哺乳动物只有红色光敏色素。
对于这些动物来说,这个世界没有颜色,只有亮度,就像我们看黑白电影的感觉一样(遗憾的是,有些人类个体也属于这种情况)。那么,牛有几种光敏色素呢?科学家发现,牛的视网膜上有两种视锥细胞,一种牛视锥细胞接收的光的波长介于红色光和绿色光之间,与人的红色感光色素极其接近,只是敏感的波长要稍短一些(555纳米);另一种视锥细胞可以感受蓝色光(451纳米),比人的蓝色视锥感受光的波长要长一些。
粗略地说,因为先天缺失了感受绿光的视锥细胞,牛的视觉和患有绿色光敏色素突变导致的红绿色盲患者有点类似,可以区分长波长的红光和短波长的蓝光,但是对长波区内部的光却缺乏分辨能力,因此红色、橙色、黄色以及绿色对牛来说只是不同深浅的一种颜色。不过,因为牛的蓝色视锥细胞可以感受波长较长的蓝光,所以,牛对长波光的辨别能力得到了一定程度上的补偿。
公牛被斗牛士激怒的原因
早在1923年,加州大学的乔治•M•斯特拉顿(George. M. Stratton)就研究过这个问题。他找到40头牛,然后用白黑红绿四种颜色的旗子进行实验。斯特拉顿发现,引起公牛注意的,主要不是旗子的颜色,而是旗子的亮度以及挥动程度。这大概就是斗牛士需要穿着闪亮的服装登场,大幅度挥舞着手中的红布和斗篷的原因吧。
因为人类已经习惯了三种颜色组成的世界,所以“牛眼中的世界是什么样”对一般人来说很难想象。简单类比的话,牛的视觉大致介于普通人和红绿色盲之间——虽然能感受到红色和绿色有一些差别,但分辨能力不敏锐。总之,在斗牛场上,让牛激动的并不是旗子的颜色,而是旗子的运动。