本文是關於2024年美國日全食特別報道的一部分，該日全食將於 2024 年 4 月 8 日在美國、墨西哥和加拿大parts of the U.S., Mexico and Canada on April 8, 2024.
特蕾西·格雷格坐在田納西州立公園的草地上，感到空氣變冷，沐浴在她身上的午後陽光突然消退。那是 2017 年 8 月 21 日，美國大部分地區發生日全食的日子，她正處在日全食的路徑中。在頭頂上，月球滑到太陽前方，將下方的一切籠罩在陰影中。在全食短暫的黑暗中，隨著月球的陰暗吞噬大地，格雷格暫時將目光從天空移開，看到周圍翠綠的草地發生了驚人的變化，現在飽和著引人注目的紫羅蘭色和淡紫色。
格雷格和大多數其他有幸目睹這一罕見天象的人一樣，都經歷了所謂的浦肯野效應，或由光線水平波動引起的自然色彩感知變化。在明亮的光線下，與藍色和綠色相比，紅色和橙色對人眼來說是豐富而鮮豔的。但在昏暗的光線下，紅色和橙色會變得黑暗而柔和，而紫色、藍色和綠色則會變得明亮。日全食期間陽光的快速、急劇變暗會加劇這種現象，使此類事件更加超現實。
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4 月 8 日，從橫跨北美洲的狹長地帶看到的月球將再次短暫地從太陽前方經過，讓那些有幸身處全食路徑的人有機會親眼目睹浦肯野效應。“我只記得整體顏色是深紫色，只持續了大約七八分鐘，”格雷格說，她是一位行星科學家，也是一位自稱的日食愛好者，目前擔任布法羅大學地質系主任。“我承認有點緊張，不敢摘下日食眼鏡，但當我摘下眼鏡時，我看到整個天空都是淡紫色的……這是一個完整的感官體驗。”
來源：Katie Peek；來源：NASA（日食路徑資料）
我們對這種顏色轉變的感知源於我們眼睛的特定解剖結構。在視網膜內工作的是兩種細胞，即視錐細胞和視杆細胞——視網膜是人眼後部對光線敏感的組織層。視錐細胞提供視覺視覺，或在光線充足的空間清晰地看到和感知顏色的能力，而視杆細胞提供暗視覺，或在昏暗的光線下看到的能力，但顏色少得多。黃昏或日全食的全食等朦朧條件會促使我們的眼睛進入中間視覺，其中視網膜的視杆細胞和視錐細胞協同工作。
華盛頓大學眼科教授傑伊·內茨說，但同時活躍的視杆細胞和視錐細胞並沒有像人們可能希望的那樣，在中等光照條件下給人清晰而多彩的視覺。相反，結果是一種混合視覺，其中眼睛只能感知某些顏色。“視杆細胞和視錐細胞沒有通往大腦的獨立訊號通路，”內茨說。“因此，來自它們兩者的資訊會匯聚到連線我們大腦的同一組纖維上……，我們最終會在中間視覺時期得到相互競爭的訊號。”
人類視網膜有三種類型的顏色感應視錐細胞：紅色、綠色和藍色。這些視錐細胞的組合使我們能夠在明亮的日光下看到彩虹的所有顏色。但在中間視覺時期，來自紅色視錐細胞（感知較長、較紅波長的光）的訊號會丟失，而綠色和藍色視錐細胞感知的較短波長的訊號則會持續存在。這就是為什麼綠色和藍色在黃昏和日全食期間如此明顯鮮豔的原因，內茨說。“在我們視杆細胞靈敏度最高的峰值處，是一種看起來像青色或海洋顏色的波長，”他補充道。“那是真正穿透的顏色，也可能是 [日全食期間] 最美麗的顏色。”
威斯康星大學麥迪遜分校獸醫學院眼科助理教授弗雷亞·莫瓦特說，對於其他動物來說，日食引起的浦肯野效應可能更加強烈。鳥類有第四種視錐細胞，可以讓它們看到紫外線。莫瓦特說，很難準確說出日全食期間突然的光線變化會對鳥類視覺產生什麼影響，但紫色陰影可能會格外鮮豔和令人迷惑。
然而，狗可能錯過了任何令人興奮的視覺變化，因為它們的視網膜只包含兩種型別的視錐細胞：藍色和黃色。莫瓦特說，狗可能看到的反而是渾濁而蒼白的紅棕色，它們可能不太在意太陽奇觀。
不過，內茨說，人類應該在四月份的日食期間玩得開心，玩弄顏色。這是一個罕見的機會，太陽光會快速變暗和變亮，以至於浦肯野效應變得清晰可見。“每天，從白天到黑夜，都需要幾個小時的時間，”他說。“但我們通常在忙碌的時候會發生這種情況，而且它太漸進了，以至於我們的視杆細胞已經開始適應，所以我們幾乎沒有注意到有什麼驚人的事情正在發生。在 [日全食] 期間，你實際上可以見證這種從視覺視覺到中間視覺再到暗視覺的奇妙轉變，然後再回到視覺視覺。”
銷售護眼日食眼鏡的公司 Solar Eyeglasses 建議，聚集在一起觀看的人佩戴紅色和綠色，以產生最大的視覺對比。內茨建議觀看者在他們的日食入門包中包含一袋彩色彩虹糖，看看當太陽光線減弱時，他們有多難猜出自己要吃的口味。
格雷格將從她的家鄉紐約州布法羅觀看今年的日全食——布法羅是全食路徑中的黃金位置。她必備的日食物品是一臺老式相機。“也許這聽起來很普通，但我將拿出我的舊相機，它的設定可以手動調整，”她說。“我們的智慧手機攝像頭可以適應每種設定。但我不想拍修改過的照片。我想要一張具有代表性的照片，能夠捕捉光線和色彩以及所有的一切。”