ما هو أصغر شيء يمكن أن يراه البشر بأعينهم؟

عندما قرأت هذا السؤال لا أدري لماذا خطرت زرقاء اليمامة على بالي، تلك التي كانت ترى العدو على بعد ثلاثة أيام، حتى إذا ما تخفى الأعداء بجريد النخل والشجر، وقاموا بالتحرك نحوهم، وإذ يكذبها قومها ويتحاملون عليها. حتى إذا ما جد الجد، أبادهم الأعداء عن بكرة أبيهم وفقأوا عينيها. لربما هنا علينا التعرف إلى حدود الرؤية البشرية حتى نستطيع تحديد ما الشيء الأصغر الذي يمكننا رؤيته. يقول آدم هادازيان أعيننا يمكنها أن تقوم بأشياء لا تصدق. 

تتلخص رؤيتنا للأشياء في جسيمات الضوء أو الفوتونات المرتدة عن مقل أعيننا. هذا الوابل الضخم من الفوتونات يتم امتصاصه بما يقارب 126 مليون خلية ضوئية حسية. ليتم ترجمة اتجاهاتها وطاقاتها المتغيرة بواسطة أدمغتنا. تظهر الترجمة في تفسير الأشكال والألوان والسطوع المختلفة، مما يشكل العوالم الفنية التي تتطبع من حولنا. وبالرغم من عجائب التركيب الخلقي لأعيننا، إلا أن إحساسنا بالرؤية مقيدة ضمن حدود معينة. فلا رؤية لأمواج الراديو المنبعثة من الأجهزة الإلكترونية التي تحيط بنا. ومن خلال الثورات العلمية المتتابعة في العلوم الفيزيائية والبيولوجية، استطعنا اختبار الحدود الأساسية للرؤية. يقول مايكل لاندي، أستاذ علم النفس والعلوم العصبية في جامعة نيويورك: "كل ما يمكنك تمييزه له عتبة، أدنى مستوى يمكنك تجاوزه وأدناه لا يمكنك ذلك".  

ما هو أصغر وأبعد ما يمكن أن نراه؟

 قد تتفاجأ بأنه لا يوجد حد جوهري لأصغر أو أبعد مادة يمكننا رؤيتها. فطالما هذا الشيء- مهما كان حجمه أو بعد مسافته- يقوم بنقل فوتون للخلية البصرية الشبكية، فمن الطبيعي أن تراه. يقول لاندي: "كل ما تهتم به العين هو مقدار الضوء الذي يسقط على العين. إنه مجرد العدد الإجمالي للفوتونات. لذا يمكنك جعل مصدر ضوء صغير للغاية ومختصر بشكل يبعث على السخرية، ولكن إذا كان قويًا حقًا في الفوتونات، فلا يزال بإمكانك رؤيته." حيث يمكن للعين المجردة رؤية الأشياء من أي حجم، إذا كانت تنبعث منها أو تبدد ضوءًا كافيًا لتحريك خلايا الكاشف. يغطي الضوء المرئي من نجم دينب جزءًا صغيرًا من مجالك البصري (يبلغ قطره الزاوي 0.0024 ثانية قوسية). الجسم الباعث للضوء الذي يُشاهد بنفس الحجم عندما يكون 15 سم من وجهك، سيكون عرضه 1.75 نانومتر. هذا فقط حوالي 10 أضعاف عرض ذرة من الذهب! 

ويمكنك رؤية الدخان والضباب، حتى عندما تكون الجزيئات المكونة لها صغيرة جدًا بحيث لا يمكن التقاطها. من الناحية العملية، يمكن تمييز الأشياء التي يبلغ عرضها 0.04 مم (عرض شعرة الإنسان الدقيقة) بالعيون الجيدة.يعتقد الخبراء أن العين المجردة - العين العادية ذات الرؤية المنتظمة وبدون مساعدة من أي أدوات أخرى - يمكنها رؤية أشياء صغيرة يصل حجمها إلى حوالي 0.1 ملم. لوضع هذا في المنظور، فإن أصغر الأشياء التي يمكن للإنسان عادة رؤيتها بالعين المجردة هي أشياء مثل شعر الإنسان (بالعين المجردة وتحت المجهر) والقمل (بالعين المجردة وتحت المجهر). 

في حين أن معظمنا تقتصر رؤيته على الطيف المرئي، فإن الأشخاص الذين يعانون من حالة تسمى انعدام القدرة على الرؤية يمتلكون رؤية فوق بنفسجية. Aphakia أي عدم وجود عدسة، بسبب الاستئصال الجراحي لإعتام عدسة العين أو العيوب الخلقية. عادةً ما تحجب العدسة الأشعة فوق البنفسجية، لذلك بدونها، يمكن للناس رؤية ما وراء الطيف المرئي وإدراك أطوال موجية تصل إلى حوالي 300 نانومتر على أنها ذات لون أزرق-أبيض. أشارت دراسة في عام 2014 إلى أننا جميعًا نتمكن من رؤية فوتونات الأشعة تحت الحمراء أيضًا. إذا اصطدم فوتونان من فوتونات الأشعة تحت الحمراء بخلية شبكية في وقت واحد تقريبًا، يمكن أن تتحد طاقتهما، وتحولهما من طول موجي غير مرئي، على سبيل المثال، 1000 نانومتر إلى 500 نانومتر مرئية (أخضر بارد لمعظم العيون). 

كم عدد الألوان التي يمكننا رؤيتها؟

تحتوي العين البشرية السليمة على ثلاثة أنواع من الخلايا المخروطية، كل منها يمكن أن تسجل حوالي 100 لون مختلف، وبالتالي فإن معظم الباحثين يحددون عدد الألوان التي يمكننا تمييزها بحوالي مليون لون. ومع ذلك، فإن إدراك اللون هو قدرة ذاتية للغاية تختلف من شخص لآخر، مما يجعل من الصعب تحديد أي شخصية صعبة وسريعة. يبلغ متوسط ​​عدد الألوان التي يمكننا تمييزها حوالي مليون لون. يقول كيمبرلي جيمسون، عالم مشروع مشارك في جامعة كاليفورنيا، إيرفين: "ستتعرض لضغوط شديدة لوضع رقم عليه. ما قد يكون ممكنًا مع شخص ما هو مجرد جزء بسيط من الألوان التي يراها شخص آخر."

تعرف جيمسون ما الذي تتحدث عنه، نظرًا لعملها مع "رباعي الألوان"، الأشخاص الذين يمتلكون رؤية خارقة. هؤلاء الأفراد النادرون، ومعظمهم من النساء، لديهم طفرة جينية تمنحهم خلية مخروطية رابعة إضافية. كتقدير تقريبي بناءً على عدد هذه المخاريط الإضافية، قد ترى رباعي الألوان 100 مليون لون. (الأشخاص المصابون بعمى الألوان، أو ثنائي اللون، لديهم مخروطان فقط وربما يرون 10000 لون). 

تخيل أن 70% من المستقبلات الحسية في كل جسمك، موجودة في عينيك فقط، وحتى تتمكن من رؤية شيئا ما وإدراكه، يتطلب ذلك عمل نصف القشرية المخية تقريبا. إذا حاسة البصر هي من أهم الحواس التي خلقها الله في جسمنا، وهي حاسة تدعو للتأمل والتفكر بآيات الله تعالى.

لكن لا يمكننا الإبصار في الظلام، فأنت عندما تنظر الى المصباح، فإنك تراه عن طريق الضوء المنبعث منه، أما الكتاب فإنك تراه لأنه يعكس ضوء المصباح الساقط عليه، أما في الظلام فلن تتمكن من رؤيته.

و لتوضيح كيف تقوم العين بالرؤية، علينا فهم تشريح العين بداية، فشكل كرة العين غير منتظم، ويصل قطرها عند الشخص البالغ حتى 2.5 سم، وهي مجوفة من الداخل، مليئة بالسوائل التي تحافظ على شكلها، وما نراه من العين هو فقط سدسها، أما خمسة أسداسها فهو مخفي داخل الجمجمة لا نراه موجود في جيب مليء بالدهون ليحافظ عليها من الصدمات، ومثبتة بست عضلات مسؤولة عن تحريك كرة العين في الاتجاهات المختلفة. وتتكون العين من القرنية وهي طبقة شفافة من العين، ثم عدسة العين وهي شفافة أيضا، وتسهم مع القرنية في مساعدة الضوء على الانكسار لتتركز تلك الأشعة في الشبكية، وكذلك للتحكم في كمية الضوء الداخلة الى العين، وتغير عدسة العين من شكلها لتغير البعد البؤري للعين، حتى تتمكن من التركيز على الأشياء على مسافات مختلفة في شبكية العين، لتراها.

لكن لا نستطيع رؤية الكثير من الأشياء بعيننا المجردة، مثل البكتيريا والفايروسات، وذلك لأن للعين البشرية حد معين في الرؤية، وهذا الحد قد يصل الى 0.1 ملم، أي ما يصل الى سماكة الشعرة، او إحدى حبيبات الغبار، وقد تتمكن من فصل الشعرة الى نصفين، فيصبح سماكة الجزء الواحد حوال 0.05 ملم وقد تكون لا زلت قادرا على رؤيتها، ولكن بصعوبة أكبر قليلا.

إن عدم قدرتك على رؤية تفاصيل ما بداخل الشعرة هو لأن العين لها قدرة معينة على التركيز، فالبعد البؤري يصل الى 6.5 سنتمتر، لذلك أنت تحتاج لمكبر، ولهذا تم اختراع المجهر أو (الميكروسكوب) لرؤية الأشياء الدقيقة، والذي اخترعه العالم غاليليو غاليلي عام 1609، ومنذ ذلك الوقت تم تطويره مئات المرات. 

فالمجهر عبارة عن أداة، تم اختراعها لتمكننا من رؤية الأشياء والأجسام الصغيرة، وتستخدم في صناعة المجاهر العدسات المختلفة، و للمجاهر عدة أنواع، منها المجهر البسيط الذي يستخدم عدسة واحدة فقط، ومنها المجهر المركب الذي يسمح برؤية الأشياء الصغيرة جدا التي لا ترى بالعين المجردة، وتختلف قدرة العدسات على تكبير الأحجام بحسب قوة تكبيرها سواء كانت عدسة عينية أو عدسة شيئية.

وتم حديثا اختراع المجهر الالكتروني، وهو قادر على رؤية الاشياء مكبرة مليون مرة او اكثر، أي برغم محدودية العين، إلا أن الإنسان استطاع أن يتعدى هذا النوع من التحدي، بإصراره وعلمه وحبه لفهم الأشياء من حوله.