人类肉眼可分辨单个光子

2016年07月20日   来源：  科技日报

　　究竟什么才是人类视力的分辨极限？英国《自然—通讯》杂志19日在线发表的一项神经科学研究表明，人类的视力能以高于随机水平的概率侦测到单光子，这一研究为人类肉眼的分辨极限提供了新的见解。

　　20世纪40年代的研究已经证实，人类被试对象能报告出低至几个（5个到7个）光子的光信号。然而，人类能否感知到单光子，至今仍然是个悬而未决的问题。此前对青蛙视网膜上的单个杆状细胞开展的实验表明，杆状细胞会对单个光子作出反应。但由于视网膜也会对信息进行处理，以减少噪音造成的“虚假警报”，所以对视网膜发射单个光子，不一定能成功转化为信号传送到大脑，让被试者意识到有光存在。而且，这一实验在一定程度上也受实验条件限制，即与产生光子的光源有关。

　　此次，美国纽约州洛克菲勒大学阿里帕沙·瓦兹里与他的同事们，使用量子光学技术设计了一个单光子光源，并在三位被试身上测试了人类视力的侦测极限。他们的光源系统能够产生一对相互关联的光子，其中一个光子射向被试的眼睛，另一个光子则射向一台高感光度的相机。每次实验都向被试呈现了两个光刺激，其中一个包含一个光子，另一个则为空白（也可以理解为这一刺激中没有光）。

　　实验中，被试者需要说明哪个刺激包含了光信号，根据被试者在总计共30767次试验中的表现，研究团队发现，被试对象正确区分含有一个光子的一次闪光和无光的平均概率要高于随机水平。

　　但论文作者同时指出，他们发现的这一现象的背后机制——视网膜和大脑回路的关联仍有待未来研究探索。（记者张梦然）