放学路上,一阵自行车铃声从身后传来,你会先侧耳判断方向;走进面包店,香味让你忍不住多看一眼;手碰到过烫的杯壁,又会立刻缩回来。我们好像是在“看、听、闻、尝、摸”,其实身体正在做一件很忙的事:用感觉器官收集外界信息,再把信息交给神经系统处理。
先记住一句总原则:感觉器官擅长接收刺激,感觉则在大脑相应区域形成。眼球不是一台会自己“看懂”的相机,耳朵也不是一只会自己“听懂”的录音器。它们负责把外界变化转成可以传递的信息,后面的判断还要靠大脑完成。

眼、耳、鼻、舌和皮肤是常见的感觉器官。眼接受光的刺激,耳接受声波的刺激,鼻腔中的嗅觉感受器接受气味刺激,舌上的味蕾接受可溶性物质的刺激,皮肤里的感受器则能感受触碰、压力、冷、热和疼痛等。它们像五位信息员,采集的“消息”不同,却都不是单独完成任务。
例如,闭眼吃一小块水果时,舌能感到甜、酸等味道;一旦鼻子堵住,常会觉得“味道淡了”。这不表示鼻子替舌头尝味,而是说明日常体验常把多种感觉的信息合在一起。考试题若问“感受气味的器官”,仍要选鼻;问“感受味道的结构”,则应想到舌上的味蕾,不能被生活感受带偏。
观察时还要把“器官”和“接受刺激的部位”分开。鼻子外形是鼻,真正先接触气味刺激的是鼻腔内的嗅觉感受器;舌是器官,味蕾是舌上与味觉有关的结构;皮肤面积很大,里面分布着多种感受器,因此既能感觉衣服摩擦,也能区分冷热。把这些关系说完整,比只背“五官名称”更能应付换了问法的读图题。
皮肤的痛觉尤其值得重视。它不是专门来“添麻烦”的:摸到烫锅马上缩手、踩到尖物感到疼,都是在提醒身体远离可能造成损伤的刺激。可不能为了验证皮肤有痛觉而故意用针扎、用火烤;科学探究首先要安全,保护作用不是拿来冒险的理由。
感觉器官和感觉名称不要混写:眼是器官,视觉是感觉;耳是器官,听觉是感觉。题目换成“接受光刺激的结构”或“形成的感觉”,问的对象已经不同了。
你看黑板时,黑板本身并不把“黑板的样子”送进眼睛。进入眼睛的是从物体反射来的光。光线依次通过角膜、瞳孔、晶状体和玻璃体,经过折射后落在视网膜上,形成物像。视网膜中对光敏感的细胞把图像信息传给视神经,视神经再把信息传到大脑相应区域,人才形成视觉。

把这条路线读成一句顺口的话会很有帮助:光进眼,像落视网膜;信息走神经,视觉在大脑。不过顺口不等于可以漏词。很多同学看到“图像落在视网膜上”,就写“视觉在视网膜形成”,这正好把成像和形成视觉混为一谈。视网膜是接收光、形成物像的重要部位;视觉由大脑相应区域对信息进行处理后形成。
瞳孔是光线进入眼球的通道,晶状体像一个能调节的凸透镜。看远处和看近处物体时,晶状体的曲度会调节,使物像尽量落在视网膜上:看近处时曲度增大,看远处时曲度减小。这里的关键词是“调节”和“尽量落在”:并不是物体一靠近,眼球就把它拉近;改变的是晶状体的状态。
观察眼球模型或剖面图时,可以按“从外到内、再到信息去向”的顺序认结构:先找到透明的角膜和中央的瞳孔,再看晶状体与玻璃体,最后定位内壁的视网膜以及连出的视神经。模型上的各部分常被画得很大,目的只是让你认清位置;不能因为晶状体画得鼓,就把它当成一个能自由移动到视网膜前的零件。读图题最可靠的办法,是先沿光路走一遍,再沿信息传递方向走一遍。
把一支笔从手臂远处慢慢移向眼前,你仍能较清楚地看见它,原因不是视网膜跟着笔移动,而是晶状体能通过调节改变曲度。像照相时要对焦一样,眼球需要让不同距离物体反射来的光最后会聚到视网膜附近。读题时只要抓住“看清”的成像条件——物像落在视网膜上——就能判断许多光路图。

如果眼球的前后径过长,或晶状体曲度过大,来自远处物体的光线可能在视网膜前方会聚,远处物体就看不清,这是一种常见的近视成像特点。它不等于“只要姿势不对就一定近视”,也不意味着一副眼镜适合所有人;出现持续看远模糊等情况,应由专业人员检查和矫正。课本层面要掌握的是:近视矫正常用凹透镜,使光线适当发散后再在视网膜上成像。
“近视眼的物像落在视网膜前方”和“正常眼看近处时晶状体会调节”是两件事。前者讲的是成像位置异常,后者讲的是正常眼为看清远近物体进行的调节;不要看到“看近”就机械地选近视。
有人叫你的名字,最先到达身体的是声波。耳廓收集声波,声波沿外耳道使鼓膜振动;振动再借中耳中的听小骨传到内耳的耳蜗。耳蜗内的听觉感受器受到振动刺激后产生神经冲动,神经冲动沿听神经传到大脑相应区域,人才产生听觉。于是,“耳朵接到声音”和“我听懂了声音”之间,还隔着一段信息传递和大脑处理的过程。

耳还和维持身体平衡有关。内耳中的前庭和半规管能感受头部位置和运动状态的变化;不过身体保持平衡也会综合视觉、肌肉和关节等传来的信息,所以不能把“能站稳”简单说成只靠耳朵。题目问听觉的基本路径时,可沿“耳廓和外耳道—鼓膜—听小骨—耳蜗内听觉感受器—听神经—大脑相应区域”作答,别把耳蜗这一关键环节笼统写成“内耳”。
耳道和鼓膜都很娇嫩。有人喜欢用细小硬物掏耳朵,觉得“掏得越深越干净”,其实可能伤到耳道甚至鼓膜;戴耳机时把音量开得很大、持续很久,也会给听觉带来风险。遇到耳痛、听力明显变化或异物进入等情况,不要自行深挖或乱塞,应及时告诉成年人并寻求专业帮助。
先用下面的排序器把这条路线走一遍。特别留意:传到耳蜗的仍是振动;耳蜗内听觉感受器受到振动刺激后才产生神经冲动,沿听神经传向大脑的正是这种神经信息。
眼睛不是“只要不疼就可以一直用”的设备。阅读或使用屏幕时,保持合适距离和端正姿势,保证环境光线适宜,避免长时间连续近距离用眼,课间让眼睛望向远处、参加户外活动,都有助于减轻用眼负担、保护视力。它们是长期习惯,不是做一次就能“保证不近视”的魔法。

鼻腔中的黏液和鼻毛能对进入的空气起一定清洁作用,但不要把不明化学品凑到鼻前猛闻,也不能把小物品塞进鼻腔。舌和口腔感受食物时,同样要注意食物温度,别用“尝一口”检验烫不烫。皮肤接触陌生清洁剂、植物汁液或实验材料后若有不适,应立即停止接触并按老师或家长的指导处理。保健的核心不是害怕使用感觉器官,而是让它们在合适、不过度且安全的条件下工作。
还有一个细节很容易被忽略:感觉器官提供的是信息,不负责替你作出每一个决定。闻到燃气味、看见同学流泪或听到异常警报时,应先远离危险、及时报告,而不是为了“确认得更仔细”反复闻、凑近看或逞强。生物学中的感知最终要落到行动上,但安全行动必须建立在可靠信息和适当求助的基础上。
如果把凸透镜、白纸屏和蜡烛(或较亮的物体)摆成一条直线,白纸屏上出现清晰像时,白纸屏可以类比视网膜,凸透镜可以类比晶状体。把物体移近后,若仍想让白纸屏上的像清晰,就需要改变透镜到屏的距离,或换用焦距不同的透镜。这个模型并不等于真正眼球——真实眼球主要靠调节晶状体曲度来适应远近——但它能帮我们看见“成像位置决定清晰程度”这一关键关系。
做模型时,研究问题要先说清:例如“物体距离改变后,怎样才能使像再次落在相当于视网膜的白纸屏上?”每次只改变一个需要研究的条件,其他条件尽量不动;记录的不是“我觉得更清楚”,而是白纸屏上像是否清晰、怎样调整后才清晰。若把物体位置、透镜和白纸屏同时乱挪,最后就算看见了像,也无法说明究竟是什么因素起作用。
本章的主线可以压成两步:感觉器官先接收外界刺激并把信息传入神经系统,大脑相应区域再形成视觉、听觉等感觉。结构名称要会认,路径和“谁负责什么”更要会说清。