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1942年，一个精巧的心理物理学实验证明了：人眼的视杆细胞可以探测到单个光子这是怎么发现的？实验非常简单：用一个强度可控的低强度光源随机发射，让人类被试判断是否看到闪光即使在文章中也简单到只有一句话：

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实验者通过在不同地方放置楔子来改变光源的强度观察者随时启动光源，然后报告他是否看到了光线因为感光细胞本身存在噪音，从视网膜检测到光子到判断的确看到了光线就有一个阈值n根据这个阈值的不同，可以做出如下光强-探测概率曲线

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（精度感人的手绘哈哈哈）横坐标是光强度（由实验者控制），纵坐标是人判断看到光线的概率（通过被试报告测量）而依据这一关系和大量重复试验，就可以验证人类被试的判断阈值大约是5~7个光子之间看到结果的时候我不得不再次称赞这个。

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实验设计——简单到，结果的原始数据和图表加起来都可以印在半张A4纸上：

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这个实验最厉害的其实是数据分析（思考题：上面的曲线是如何得到的？）评论区 @动物饲养员邓师傅 的问题很有意义：哪里提到了视杆细胞？又是如何证明“单个光子”的？首先，这个实验只涉及人类被试的口头报告，所以没有

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直接测量视杆细胞对光子的反应那么如何能够证明视杆细胞可以探测单个光子呢？作者采用的思路大致如下考虑到感光细胞本身的噪声（单个视杆细胞在黑暗中有小概率自发活动），我们判断光线是否存在的方式是：在视网膜探测到大于等于n个光子时产生视觉经验。

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而根据n的不同，光强-探测概率曲线会有不同的形状实验测得的n是5~7之间；这意味着5~7个视杆细胞的共同活动引起了探测阈值的视觉为什么更可能的解释是7个细胞各探测到1个光子，而不是一个细胞探测到7个光子呢？。

这是一个简单的统计考量：因为n很小，实验中用到的视网膜区域包含约500个视杆细胞，探测阈值为7个光子，在这一情形下恰好有两个光子被同一个视杆细胞捕获的概率只有4%@眠眠 ：这个实验用的发射七个光子的光源是什么呢？。

大概长这样子（手绘实验设计有没有！）L是一个带状白炽灯，中间一系列透镜/滤镜不断减弱光强，最后到人眼时就只有20~400光子/次了注意实验中实现的光子数量大于7，但是光强-探测概率曲线的特性允许高光强最后补充一个新闻：当年的实验条件不允许产生单个光子。

今年（74年后！）有人用可以产生单个光子的新技术直接验证了人类被试对单个光子的检测 [2]@eali怎么发射一个光子？

大概是这样（现代的实验设计是不是色彩鲜艳很多？）利用量子纠缠，一次发射两个相互纠缠的光子，探测一个，发射到眼睛另一个[1] Hecht, S., Shlaer, S., & Pirenne, M. H. (1942). Energy, Quanta, and Vision. The Journal of General Physiology, 25(6), 819–40.。

[2] Tinsley, J. N., Molodtsov, M. I., Prevedel, R., Wartmann, D., Espigulé-Pons, J., Lauwers, M., & Vaziri, A. (2016). Direct detection of a single photon by humans. Nature Communications, 7, 12172.

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