在黑暗中，鲜艳的颜色似乎会褪成灰色，难以区分。这是为什么呢？——《科学生活》

如果你曾经在黑暗中穿衣服，后来才发现你穿的衬衫颜色和你想象的不一样，那么你并不孤单。在黑暗中辨别颜色可能很困难，即使在弱光下，不同的颜色看起来也可能非常相似。

但是为什么在黑暗中辨别颜色比在明亮的光线下更难呢？

人类感知颜色的能力因我们在不同的光照条件下的视觉方式而异。人眼含有两种类型的光感受器，即检测光的神经细胞：视杆细胞和视锥细胞。每个光感受器都含有吸光分子，称为感光色素，当受到光线照射时，这些分子会发生化学变化。这会触发光感受器中的一系列事件，促使其向大脑发送信号。

视杆细胞负责在黑暗中实现视觉，即暗视。纽约罗彻斯特大学的神经学家 萨拉·帕特森说，它们由一层又一层的光色素组成。

她说，视杆细胞即使在黑暗中也特别善于接收光线，因为“​这些堆叠中的每一个都是光子被吸收的机会。”光子是电磁辐射粒子——在这种情况下是可见光——并且视杆细胞可以通过暴露在相对较少的光子下而被激活。

另一方面，视锥细胞负责在明亮光线下视觉，即明视视觉。大多数人有三种类型的视锥细胞，每种细胞对可见光的不同波长范围敏感，这些波长范围对应不同的颜色。不同视锥细胞中吸光分子的细微变化使它们专门检测红光、绿光或蓝光。

但重要的是，单个视锥细胞无法区分颜色，加州大学洛杉矶分校的神经科学家桑帕特表示。当视锥细胞内的分子吸收光子时，它只会激活视锥细胞；此时，尚未处理有关光的颜色或强度的任何信息。当大脑将眼睛中所有三种视锥细胞的反应结合起来时，就会产生彩色视觉——微小的生物电路将这些反应转化为我们看到的颜色。

在明亮的光线下，视锥细胞主导视觉，因为视杆细胞很快就会饱和，或被光子淹没，大脑基本上会抑制视杆细胞的活动。这就是为什么我们能在明亮的光线下轻松看到颜色。但随着天色变暗，太阳落山或你关掉房间里的灯，视杆细胞开始接管，因为它们对光的敏感度比视锥细胞高。

视杆细胞主导夜视，而视锥细胞仅被微弱激活。然而，与视锥细胞不同，视杆细胞只有一种类型。色觉来自比较三种视锥细胞的反应，这在视杆细胞主导的视觉中是不可能的。所以，在黑暗中，我们无法很好地区分颜色。

然而，视杆细胞在某些条件下仍可能影响色彩感知。在昏暗的光线下，我们的眼睛处于中间范围，即所谓的中间视觉，其中视杆细胞和视锥细胞都对视觉有贡献，但都没有主导作用。

“在中间视觉范围内，我们有理由相信视杆细胞也可能参与色彩处理，因为它们提供了与视锥细胞不同的光谱敏感度，”桑帕斯说。视杆细胞对绿光最为敏感，在这个中间范围内，它们为大脑提供额外的信息，与视锥细胞的信息进行比较。

帕特森说，视杆视觉和视锥视觉之间的这种交叉也产生了浦肯野效应，即在昏暗的灯光下，红色看起来会变暗或变蓝，而紫色、蓝色和绿色会突然出现。

桑帕特说，尽管我们在夜间无法很好地看到颜色，但我们的视觉系统能够让我们在从没有月亮的夜晚到耀眼的滑雪坡等巨大的光强度范围内获取信息。

“视觉系统令人惊奇的一点是，我们拥有如此巨大的强度范围，并且它不断变化，”他说。“然而，我们可以适应 12 个数量级的光强度。没有合成探测器可以管理这种类型的性能。”