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第21章 人类如何“察颜观色”

在化学史上,被恩格斯称作“化学之父”的道尔顿曾闹过一则笑话:道尔顿的母亲生日,道尔顿为了孝敬他的老母,特地买了一双深蓝色的袜子给她贺寿。买回来后,他母亲一看竟是大红色的,而道尔顿硬说是深蓝色的。原来,道尔顿是位色盲患者这才闹出了这则笑话。

正常人的眼睛不仅能看到物质而且还能正确地辨别物质的颜色。那么,眼睛辨色的化学机制是什么呢?这和眼睛内某些物质的化学变化有千丝万缕的联系。

我们知道,太阳光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等七种不同波长的光波组成,而人眼中的圆锥细胞中,也存在对七种波长光产生敏感的物质,这些物质称为光敏色素,例如,对红光敏感的红敏色素,对绿光敏感的绿敏色素等等。这些光敏色素遇到不同光波,就会发生不同程度的化学变化,同时,会放出能量来。

据化学研究,人的眼睛辨色的化学机制大体如此:当白色的太阳光(七色的混合光)照射到某一物体时,如果全部光波被吸收,那么,人眼中各种光敏色素没有起化学变化,看起来是一团漆黑。如果所有光完全被物质反射出来,那么人眼中的光敏色素受到同等程度作用,此时就产生白色感。如果物质吸收其他光波,而只反射红色光波,那么眼睛中的红敏色素就会产生化学变化,发生一定程度的分解,并放出一定的能量,这些能量产生的脉冲,刺激神经,传到大脑,使大脑皮层产生红色的感觉。其他颜色依此类推。各种颜色的深浅是根据反射光波,引起光敏色素分解的多少而定的。反应强烈,产生脉冲大,颜色则深,这就是为什么人们不仅可以辨别颜色,而且还可分辨颜色深浅的道理。

然而,辨色的化学机制还有许多关键性问题,迄今仍是谜。例如,据化学分析,眼睛中各种光敏色素都跟蛋白质结合在一起,而且辨色在10秒时间内就要完成,也就是说,这些化学变化要在极短时间内完成,这又是依靠什么力量呢?而这些与光敏色素联在一起的蛋白质又是起什么作用的呢?光敏色素分解后结构和它的立体化学又是怎样的呢?这一系列有趣的问题尚待人们的解答。