要回答這個問題,我們可以通過實驗來驗證。首先我們建立一個眼球模型:
把燈泡的半個球麵均勻地塗上一層黑漆,等漆快幹的時候,用小刀在上麵刮出一個圓形的窗口,直徑約為2~3厘米。它相當於眼睛的瞳孔。用一個瓶蓋作燈泡底座,把燈泡放在底座上。再找一塊透明的塑料薄膜,用細砂紙把它打毛,使它像一塊毛玻璃。用膠布把它粘在沒有塗漆的半個球麵上,代表視網膜。
還要有一個凸透鏡,用它來代表晶狀體。透鏡的焦距要選得合適,如果燈泡的直徑是5厘米,可以選焦距約為10厘米的透鏡;燈泡的直徑是6厘米,則選焦距約為12厘米的透鏡。
把一張桌子擺在窗戶前,注意不要讓陽光直接照在桌子上,最好是在室內光線比較暗的地方做這個實驗。在燈泡中灌滿清水,用木塞塞好,放在桌子上,把透鏡擺在燈泡的前麵,讓它對準窗外明亮的景物。調整透鏡的位置,就可以在眼睛模型的後壁上,看到窗外景物倒立的像,就像彩色電影一樣。
在眼球模型上,你看到的是倒立的物像。那麼,在人眼的視網膜上所成的像也是倒立的嗎?為什麼我們從來沒有覺得自己看到的物體是倒立的呢?
原來,我們的大腦有一個特殊的功能,能把投在視網膜上的像顛倒過來。有人做過這樣一個實驗,他戴上一副特殊的眼鏡,這副眼鏡能把看到的一切東西顛倒過來。剛戴上眼鏡的時候,他看到的一切東西都是倒立的。戴了一段時間以後,說也奇怪,一切東西看上去又都正過來了。後來,他把這副眼鏡取下來,一切東西看上去又變成倒立的,但是不久就又恢複正常了。
你當然沒有這種特殊的眼鏡,但是你可以通過一個簡單的實驗,來證明大腦確實具有倒轉影像的本領。
在一張硬紙片上用針紮一個小孔,直徑在1毫米左右。把紙片放在距眼5~8厘米的地方;另外一隻手拿著一枚大頭針,把它豎直地放置在貼近眼睛的地方。隻用一隻眼睛通過小孔注視著窗外發亮的天空,調整大頭針的位置,讓紙片上的小孔、大頭針和眼睛恰好在一條直線上。
這可能要費點事,但是,當你找到一個合適的位置以後,就會看到大頭針的黑色的影子。真奇怪。大頭針竟是倒過來的。更有趣的是,當你向上移動大頭針的時候,你看到的卻是大頭針向下移動,如果左右移動大頭針,你看到的也正好相反。
這是怎麼一回事呢?要弄清它還得做一個簡單的實驗:
在離牆很近的地方放置一個凸透鏡。把一根釘子放在透鏡的前麵,使它離透鏡很近。用手電筒向透鏡照去,在牆上就會看到釘子的黑影,比釘子本身大一點,模糊一點。因為它是釘子的影子(而不是通過透鏡所成的像),所以是正立的。
你能看出這兩個實驗的相似之處嗎?
第二個實驗是仿照第一個實驗設計出來的。它們之間存在著對應關係。透鏡相當於眼睛中的晶狀體,牆相當於視網膜,手電筒的光相當於從硬紙片的小孔中射過來的光。我們從第二個實驗中看到,映在牆上的是釘子的影子,而不是釘子的實像(影子是正立的,而實像則是倒立的;另外,影子是模糊的,而實像則是清晰的)。根據同樣道理,我們可以斷定,在第一個實驗中,映在視網膜上的也一定是大頭針的影子,而不是大頭針的實像。