那些我們眼睛「看不見」的宇宙真相:從 NASA 星雲圖談起

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發佈於科普
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如果你現在看到的宇宙,不是真相,而是大腦「想讓你看到」的樣子呢?

一、我們眼中的宇宙,其實是經過「轉譯」的版本

NASA 發布了一張由詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(JWST)拍攝的星雲照片。照片中,氣體雲層翻騰、色彩繽紛,彷彿置身科幻畫作。然而,不是每個人都知道,這張圖片並不是「肉眼看到的樣子」。

source : Nasa

source : Nasa

事實上,這是一張「偽色彩(false color)」處理的圖像。

韋伯望遠鏡主要觀測的是紅外線(Infrared),而紅外波段對人類眼睛來說是「看不見」的。為了讓我們「理解」這些數據,科學家使用一種叫做 SHO(SII-Hα-OIII) 的調色技術,把不可見的波長分別指定為紅、綠、藍三個通道,轉譯成我們熟悉的色彩。

SHO處理

SHO處理

這種做法就像把一段外星語翻譯成中文,我們看到的不是最原始語言,而是「讓我們理解的版本」。

但這背後隱含著一個我們遺忘了的驚人事實:

我們所見到的「真實世界」,其實只是在極窄的頻段中所「抽樣」的結果。



二、人眼看見的,只是宇宙極小的一角

電磁波譜:從伽馬射線到無線電波

人類視覺能感知的波長區間,稱為「可見光」(visible light),約介於 380 到 700 奈米(nm) 之間。這段範圍在整個電磁波譜中,所佔比例微乎其微。來看看整體的電磁波譜:

人眼與電磁輻射

人眼與電磁輻射


也就是說,宇宙這場「能量交響曲」,我們只聽到了一小段音符。事實上,有些動物的視覺早就完爆人類:

  • 蜜蜂:能看到紫外線,找花蜜更準確
  • 蛇類:看紅外線,能追蹤溫度差異的獵物
  • 鳥類:看到的羽毛色比我們多更多(靠紫外線辨識配偶)

物體為何有色彩?來自吸收與反射

光與色彩的出現,其實與物體如何「處理光」有關。當電磁波照射到物體上時,會發生以下兩種情況:

  1. 吸收(Absorption):能量被物體結構吸收,轉換成熱或其他形式
  2. 反射(Reflection)或散射(Scattering):部分波段被反彈或散射出去

我們所看到的顏色,其實就是這些「被反射回來的光波」進入我們眼睛,經過大腦轉譯後形成的「主觀印象」。

幾個經典例子:

  • 天空為什麼是藍色? → 因為陽光中的短波藍光在大氣中更容易散射。
  • 夕陽為什麼紅? → 因為長波紅光在傍晚時穿透力較強,能穿越更厚的大氣層。
  • 大海為什麼是藍綠色? → 海水吸收紅光和黃光,反射藍綠光。

這些色彩的出現,並非「物體本來就有顏色」,而是「人眼只能處理這些波長所產生的結果」。


三、眼見不一定為憑:我們看到的,不等於真實

我們的眼睛並不是一台被動接收真實影像的「相機」。從物理接收、神經傳遞到意識感知,這中間經過了 重重濾鏡與選擇性加工。

生理機制:感光細胞的限制

人類視網膜上有兩種感光細胞:

  • 錐狀細胞(cone cells):負責日間視覺與色彩辨識,共三種(紅、綠、藍)
  • 桿狀細胞(rod cells):負責夜間與黑白視覺,但不分辨顏色

我們之所以能看到紅橙黃綠藍靛紫,是因為大腦透過這三類錐狀細胞的相對活化量,「推算」出來的結果。


神經機制:注意力與網狀啟動系統

感官輸入不等於感知內容。我們的大腦透過「網狀啟動系統(Reticular Activating System, RAS)」來選擇重點,過濾背景。這套機制讓我們節省能量,但也讓我們:

  • 看不到周邊的動靜(視覺盲區)
  • 根據經驗「自動補足」不完整訊息
  • 對熟悉事物視而不見(如無感的日常背景)

這意味著,我們看到的世界,是一個經過「推論」與「刪減」後的合理幻覺。


raw-image

如果我們能「純粹」地看見宇宙會如何?


一個想像性假說:如果一個人類,不受任何生理限制、沒有主觀偏見、沒有心理過濾,能夠直接接收並理解全電磁波譜的資訊,會看到什麼?


重新看這張 NASA 的星雲圖會不會:

  • 不再只是紅綠藍的視覺美感?
  • 而是像一份宇宙能量結構圖,展現恆星形成、氣體流動、重力場動態?
  • 或者呈現一種全然陌生、難以言喻的感知狀態?

NASA 的星雲圖,只是宇宙的一張翻譯稿。

  • 我們的感知也只是一種能量語言的版本解碼。而科學正在幫我們補上那些「看不到」的段落。
  • 蜜蜂能看到紫外線的花紋,人類卻視而不見。那還有多少我們「看不見的事實」?
  • AI 能否幫助我們突破人類感知的限制?
  • 「真實」應該是什麼樣子?
  • 也許就沒有「色彩」,只有能量本身。
  • 也許「美感」不再是藝術,而是一種直觀的結構對稱性與秩序理解。

也許,到那時,我們才算是真正地「看見」了宇宙。

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Compostela
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歡迎一起學習 ! *物理身體的學習,旅行的體驗,透過行走、接觸、感受世界,慢慢理解與人文、環境的關係。 *腦與心智的學習,理解科普及知識學習,用邏輯與好奇心看化學、生物、物理現象,建構對現實的理解。 *意識與心靈的學習,則是一場你、我、他共同交織的全景觀照。每一個視角都是真實的一部分,只有透過彼此,我們才能接近整體。
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