貓科、犬科動物的眼睛為什麼會在夜晚發光?

貓眼在黑暗中閃閃發光，狼眼在夜色中陰森恐怖，這些光屬於發光還是反光？大自然是如何賦予它們如此神奇的能力的？

小貓咪

大多數人對於這個問題都同意其實它們的眼睛本身並不發光，只能反射進入眼睛的月光、星光和其他微弱的光線。但是，按照常識，在漆黑的夜晚照射到動物眼睛上的入射光的強度是很弱的，由此導致反射光的強度應該更弱。如果人們連入射光都看不見，怎麼經過動物的眼睛一反射，反而看見了反射光了呢？難道入射光經過動物的眼睛反射后，反倒變強了不成？！更令人驚奇的是，有些動物的眼睛並非在夜晚一定會放光，只用當其需要用眼睛搜索目標時，其眼睛才會驟然閃射 出明亮的冷光。到了白天，在外界的入射光增強的狀態下，動物的眼睛反而不再放光了。這是怎麼一回事呢？

狼

這說明上述動物的眼睛並非簡單具有某些物理化學性質的晶體，而是可受大腦支配，隨外部環境改變而改變的智能儀器。有一種說法認為它們的眼球上有個非常特殊的晶點，能夠先把夜晚中微弱的光聚集起來，然後反射出去，從而看清楚黑暗中的東西。這個晶點的形狀可受眼部肌肉控制，從而根據外部光線強度的不同調整反光率。看上去這很有道理，但是我對此仍有疑問。為什麼反射光比入射光亮？如果說晶點可以積累光線再一起釋放，那麼狼眼光比周圍環境亮上百倍，它們是否需要儲備一整夜才能看上幾分鐘呢？顯然不需要。況且，動物眼的結構應當是為了將光線（或者說電磁波）聚集到視網膜上，而不是將其反射出來，它與汽車前大燈的作用不同。所以這種說法仍不是最好的解釋。

夜晚動物的眼睛

以下這一種觀點是目前應該是最完善的。它的提出者認為動物的眼睛在夜晚放光，並非只是簡單地反射了夜晚中極其微弱的可見光，而是反射了人眼看不見的紅外線，並且在反射紅外線時令其發生藍移，變成了可見光。解釋中用到了美國隱形戰機所用的吸波塗層的基本工作原理，即光電效應閾值可變原理。

眾所周知，看上去好像一片黑暗的夜晚。其實充滿著人眼看不見的紅外線。但是，紅外線即使被物體反射，一般也不會變成可見光，除非被反射的紅外線發生藍移。在通常情況下，動物眼睛內的液晶膜分子是處於基態，無論其怎樣排列，受到紅外線照射的動物眼睛內的液晶膜是不會產生藍移反射的。因此，動物的眼睛在白天和夜晚一般是不會放光的。

但是，如果某些動物能夠通過肌肉給眼睛內的液晶膜施加一個壓力作用，令其表面產生一個壓電效應，則動物眼睛內的液晶膜表面就會帶有一定量的負電荷，從而使得大量液晶分子受到液晶膜表面上多餘負電荷電場的電離作用而改變，被維持在某一激發態或稱亞穩態上，與此同時，肌肉還需改變液晶膜表面的分子排列，在這種情況下，當外界的紅外線輻射作用到這些按照一定規律排列的處於激發態的液晶分子時，這些液晶分子會躍遷到更高能級的激發態或電離態，然後再捕獲電子並向外發射光子。由於躍遷到更高能級的激發態或電離態液晶分子不一定正好回到原亞穩態，而是向包括基態在內的所有各低能級躍遷，由此導致向外發出的光子能量是包括了外界的紅外線輻射、動物通過肌肉給眼睛內的液晶膜施加壓力作用的能量，從而使得液晶膜表面的反射光發生藍移，變成了人類眼睛可以看見的綠光、藍光、黃綠光等可見光。

由上述分析可知，如果不是動物通過肌肉給眼睛內的液晶膜施加壓力作用，使液晶膜表面就會帶有一定量的負電荷，從而使得大量液晶分子被維持在某一激發態或稱亞穩態上，動物的眼睛是不可能在夜晚放出可見光的。這樣的可見光由於黑夜光強十分微弱，並且具有與背景不同的奇特色彩，於是就顯出了各種耀眼的顏色。

我認為這個解釋也承認了反光和藍移都受動物大腦控制，並且吸收紅外線能量的過程即是視網膜感光的過程，從而得出有些動物在夜間視力驚人是因為看見了紅外線。

真沒想到看似尋常的一個生物現象要用現代物理學才能解決；現代物理學也不是只在高科技的航空航天領域才能用到，在生物活動機理上即有此實例。而更令人驚訝的是，比人類「低等」得多的貓科犬科動物，在其起源之初就已經將人類在20世紀才理解的光電效應閾值可變原理運用得如此爐火純青。