当有合适能量的光落在分子上时 ， 11-顺式视黄醛吸收光子后异构为全反式视黄醛 ， 激活视紫红质 ， 启动对大脑的神经脉冲 ， 从而产生一系列下游反应形成视觉 。

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到这里你可能已看到“我们为什么只能看到红色到紫色的光”这个问题的关键了 ， 只有合适能量的光 ， 能够在视网膜上实现11-顺式视黄醛的顺反异构 ， 那么这些光的波长是多少呢？
顺反异构本质上是一种电子跃迁 ， 这种跃迁比旋转跃迁和振动跃迁具有更高的能量 ， 而典型有机分子的跃迁能只有几个ev量级 。所以只要知道视觉化学效应中存在电子跃迁 ， 我们就可以马上说 ， 可见光谱的波长应该在几百纳米左右 。

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那为什么恰好是400到700纳米呢？
这是11-顺式视黄醛的特定吸收光谱 ， 而视黄醛是受视蛋白影响的 ， 所以这个问题就变成 ， 我们的视网膜是如何得到只吸收这个波长范围的视蛋白的？或者说 ， 我们是如何得到这个波长范围内的感光分子的?
这是因为 ， 要想探测给定波长的光 ， 这些波长的光就需要足够多 ， 阳光中大部分紫外线都被大气吸收了 ， 落入我们眼睛的大部分能量都在可见光到红外区域 ， 因而我们有理由相信 ， 眼睛将会进化来看到从可见光到近红外的波长段 。

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但这并不是全部 ， 动物眼睛的基本进化发生在阳光下的水中 ， 而且我们眼球内部的玻璃体99%都是水 ， 这意味着光线必须要穿过水才能为我们所见 ， 而水在可见光波长范围内只有一个狭窄的透明窗口 ， 所以眼睛自然进化为具有适合可见光范围的感光系统 ， 进化正是找到并利用了水的这一bug 。

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所以“为什么我们只能看到从红色到紫色的可见光”的最终答案就是 ， 它是由11-顺式视黄醛顺反异构的电子跃迁决定的 ， 和各种光是否能穿过大气 ， 穿过水有关 。只有这一波段的光适合这三种视锥细胞中11-顺式视黄醛的吸收 ， 所以我们的眼睛进化成了可以看到从红色到紫色的可见光 。综合来说 ， 这是由进化、阳光、大气和水决定的 。只有这一波长段的光 ， 能穿透大气、水 ， 引发我们眼中视蛋白的反应 。

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而其它动物的视锥细胞和我们有所不同 ， 对不同波长的光敏感不同 ， 所以和我们的“可见光”也有所不同 ， 特别是四色、五色视觉 ， 尤其是皮皮虾的12色 ， 我真的很好奇 ， 它们眼中的可见光究竟是什么样子的呢？
这篇文章主要内容来自埃因霍温科技大学纳米光子学博士后研究员Raziman T.V的观点 ， 参考了维基百科中相关词条的解释 ， Raziman也说自己只研究纳米光子学 ， 并非生物学和化学专业 ， 请学科专家指正 。本人也非这个专业 ， 只是觉得好奇 ， 根据自己的理解写了这篇文章 ， 可能还有表达不准确甚至错误的地方 ， 仅作参考 。
【人眼发现了水的一个bug，终于进化出能看到从红色到紫色的眼睛】来源：徐德文科学频道

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