Hoppa till innehållet
Javier Martin-Torres, professor
Javier Martín-Torres, professor i atmosfärsvetenskap vid Luleå tekniska universitet. Visa originalbild , Öppnas i nytt fönster/flik

Nya rön om ögats evolution

Publicerad: 3 november 2016

Ny forskning från Luleå tekniska universitet publicerad i Scientific Reports, sprider nytt ljus över evolutionen av människans syn. – Enligt vår forskning har utvecklingen av det mänskliga ögat även tvingats fram av entropi, säger Javier Martín-Torres, professor i atmosfärsvetenskap.

Det har antagits att det mänskliga ögat utvecklats för att absorbera de mest kraftfulla våglängderna av det synliga spektrum som finns på jorden. Våglängderna påverkas i sin tur av temperaturen i vår stjärna, det vill säga solen, och av atmosfärens sammansättning. Men enligt ny forskning vid Luleå tekniska universitet, har utvecklingen av det mänskliga ögat inte bara bestämts av intensiteten av strålningen från solen – den mängd energi som den bär – utan även av den mängd information den ger, det vill säga dess entropi. När vi ser något, tolkar hjärnan även den omkringliggande miljön. När den mänskliga hjärnan utvecklats, har det skett i en iterativ process mellan vår hjärna och våra ögon vilken optimerat ögonens förmåga att få ut så mycket information om miljön som möjligt. Utvecklingen har gynnat mottagandet av de våglängder där det finns en optimal relation mellan information och intensitet, det vill säga entropi och energi.

– I artikeln drar vi slutsatsen att våra mänskliga ögon inte bara utvecklats för att fånga maximalt med strålningsintensitet, vilket hittills varit allmänt accepterat, utan också för att få maximalt med informationsinnehåll av strålningen, säger Javier Martín-Torres.

Atmosfärsvetenskap

Beräknat och jämfört

För att nå sin slutsats har Javier Martín-Torres och Alfonso Delgado-Bonal, Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra, slagit fast vid vilka våglängder innehållet i informationen och energi per våglängd, är optimal. De har utfört beräkningar vid två olika ljusförhållanden som motsvarar de två synvarianter som finns hos människan: fotopisk syn, det vill säga seende i dagsljus förmedlat av tappcellerna i ögat, och skotopisk syn, det vill säga mörkerseende som sker med näthinnans stavceller. Deras resultat matchar näst intill exakt med tidigare observerade absorbtionstoppar i det mänskliga ögat.

– En viktig aspekt av artikeln är att vi har härlett en lag för spektral entropi, som i stor utsträckning liknar den för fysiker välkända Wiens lag, och att vi hittat en praktisk tillämpning av den, säger Javier Martín-Torres.

Påverkar framtida teknik

Forskningsresultatet förväntas få en inverkan på en mängd olika vetenskapliga och tekniska områden, till exempel inom instrumentdesign och telekommunikation.

– Precis som för ögat, kan vårt resultat tillämpas på andra system som har att göra med elektromagnetisk strålning och informationsinnehåll. Därför finns det en tydlig koppling till instrumentdesign och telekommunikationssystem. I processen att maximera entropi, maximeras information – och det är just vad de system vi utvecklar ska kunna åstadkomma, säger Javier Martín-Torres.

Kontakt

Javier Martin-Torres

Javier Martin-Torres, Gästprofessor

Telefon: 0980-67545
Organisation: Atmosfärsvetenskap, Rymdteknik, Institutionen för system- och rymdteknik

Taggar