1933年的一个雾蒙蒙的夜晚，英格兰约克郡的商人珀西·肖从一家酒吧开车回家。弯曲的道路让视线受阻，突然路边闪过两个亮点。珀西猛踩刹车，差点避免了一场意外。那些亮点是猫的眼睛，它们的反光极可能救了他的命。如果他继续开车，可能会直接冲出路面。
在那一刻，珀西突然有了灵感：如果道路也能像猫眼一样在夜间“回光”照亮司机的行驶方向，会发生什么？不到一年，他便发明了猫眼®反光器——那种如今仍嵌入道路的金属钉，它能反射汽车灯光，使夜间行驶更加安全。
那么，为什么猫的眼睛会在黑暗中发光呢？
早在古埃及，人们就相信猫的眼睛在日落后能够捕捉太阳的光芒，使其在夜间闪亮。真正的科学原因直到1929年才被发现，而科学家们理解其视觉机制则更晚才普及。猫的眼睛之所以发光，是因为它们拥有特殊的结构。和人类一样，猫眼中有视网膜——眼球后部一层薄膜，负责捕捉光线并将其转化为大脑可理解的信号。可以把视网膜想象成一个透明的光屏。
不同的是，猫的视网膜后方有一层镜面状的膜，称为明心囊。人类没有这种结构。当光线进入猫眼后，如果没有被视网膜吸收，会照射到明心囊，并反射回视网膜。这给视网膜第二次捕捉光线的机会，也因此猫的眼睛在黑暗中发光。
借助这一结构，猫的光敏感度远高于人类，它们即使在极微弱的光线下，也能看清周围环境，这对夜间狩猎非常有利。并非只有猫拥有明心囊，牛、羊、山羊和马等动物也有此特性，用来在昏暗环境中发现捕食者；鱼类、海豚和鲸鱼则借此在浑浊水域中观察。相比之下，松鼠、猪以及大多数灵长类动物，包括人类，并不具备夜视能力，因为它们主要在白天活动，不需要这种能力。有趣的是，大多数狗也有明心囊，但蓝眼睛或某些小型家养犬有时会缺失。
受猫眼启发，现代科学也借鉴了这一原理。韩国科学技术研究院的电气工程教授宋永民博士近期设计了一款受猫眼启发的相机。宋博士在接受采访时表示，猫的眼睛长期以来吸引着他，尤其是它们在极宽光照条件下都能清晰看见——从明亮白天到接近黑暗的环境。
猫眼的明心囊启发了宋博士在相机中加入反光层的设计，以提升在低光条件下的拍摄效果。他指出，这是一种简单却强大的方法，可以在无需额外能量消耗的情况下增强光敏感度。实践证明，这种人工反射镜确实让相机在低光环境下表现出更高灵敏度。随后，他又在镜头设计中加入了模仿猫垂直瞳孔的狭缝开口。
猫为什么有细长竖直的瞳孔呢？在明亮环境下，猫的瞳孔会收缩成狭缝状，以阻挡多余光线，保护敏感的视网膜，同时还能清晰呈现物体轮廓，帮助猫准确判断距离，这是伏击和捕猎猎物所必需的。宋博士原本认为，猫眼的明心囊能在低光环境下帮助摄影，但他惊讶地发现，狭缝状瞳孔也能改善相机的表现。在复杂场景下，这种光圈设计能够有效打破伪装，使原本难以辨认的物体更容易被捕捉。
宋博士认为，猫的视觉原理可能会激发更多创新，不仅限于摄影，相似技术还可应用于机器人视觉、自主系统，以及需要在明暗环境下可靠运行的可穿戴或监控设备。
珀西·肖那枚路边的猫眼反光钉拯救了无数生命，而未来，以猫为灵感的技术可能带来更多令人惊叹的应用和突破。
图片来源：unsplash/Frolicsome Fairy