一
什么是知识？知识是人类认识世界的成果。它是由数学、物理学、化学、生物学、天文学以及其它各种不同学科组成的一个庞大的系统。
那么请问，为什么会有这些不同的学科呢？就眼睛观察客观事物而言，这些不同的学科能说明什么问题呢？
它说明观察具有一定的范围性！
二
眼睛是人类最重要的感觉器官，“人眼从外界获得的信息，不仅比其他感觉器官多得多，而且有些是其他感觉器官所不能获得的。据研究，从外界进入人脑的信息，有百分之九十以上来自眼睛。”〔王谷岩《眼睛与仿生学》”虽然如此，但也有眼睛所不能为的，比如苹果的甜味，眼睛就看不到，它得靠味觉器官口和舌品尝才能感觉到；又如石头的硬度，眼睛也看不到，它得靠触觉器官手摸才能感觉到；又如厨房飘出饭莱的香味，眼睛也看不到，它得靠嗅觉器官鼻子闻才能感觉到；又如歌剧院传来美妙的歌声，眼睛也看不到，它得靠听觉器官耳朵听才能感觉到。
有人会说，我们的眼晴可以看到很远很远的地方。
不错，我们的眼睛可以看到很远很远的地方。如果是在大海上，我们可以看到水天相接的地方；如果是在广阔灼平原上，我们可以看见远处的地平线。然而，我们并没有望见大地的尽头，它有一定的距离，而且这个距离并不是很遥远。它有多远呢？在网上，我看到有几种计算这种距离的方法，我以为下面的方法比较好：
“由于地球是一个球体，我们脚下的大地并不是平的，因此你并不能真正地看到无穷远。远方的大地最终会向下弯曲，落到你的视平线之下。假设你的眼睛离地面有 1.6 米，你能看到多远呢？如果我们把地球抽象成一个半径为 6371 千米的巨大球体，我们就能借助几何知识大致算出你所能看到的最远距离。
左图就是地平线问题的一个示意图。其中，O 是地球的中心，圆 O 的半径 r = 6 371 000 米。人站在地球表面的 A 点，人眼的位置记作 B ，并且 AB = 1.6 米。C 点则是人眼所能看到的最远的地方。由于 BC 与地球表面相切，因此 BC 与 OC 垂直，换句话说三角形 OBC 是一个直角三角形。已知这个直角三角形的一条直角边长 OC = 6 371 000 ，而斜边长为 OB = 6 371 000 + 1.6 = 6 371 001.6。利用勾股定理，我们就能算出这个直角三角形的另一条直角边
当然，准确地说，人与地平线之间的距离应该是弧 AC 的长度，但由于和地球的半径相比，人的高度太小太小，因此线段 BC 和弧 AC 的长度几乎没什么差别，BC 的长度就可以视为人与地平线之间的距离。也就是说，一个成年人站在一望无垠的草地上，远方的地平线离他不到 5 千米！”（matrix67 《地平线离你究竟有多远？〕
由此可知，我们的眼睛只能看到5公里的地方。
有人会说，晴朗的夜晚，仰望天空可以看见无数的星星在闪烁，哪远不只有５公里之遥。不错，但是我们看到的只是一小部分，还有许多星星因为太遥远，肉眼根夲看不到。眼睛看得再远，它都有一定的界线！超岀这一界线，便什么也看不到了。看细小的东西也如此，“我们能够识别的最小距离约为一毫米的十分之一。这是一根头发的宽度。”〔〈美〉Ｖ．．Ｆ韦斯科夫《人类认识的自然界》１８页〕再小，眼睛就看不见了。
我们的眼睛只能看到某一范围的东西。各种各样的、一代比一代先进的望远镜和显微镜的出现，不正说明了人眼观察的局限性吗？
三
人类的眼睛长在头部的前面，注视正前方时，眼睛观察到的空间范围，称为视野，通常以角度表示。根据眼球的工作状态，视野可分为靜视野、注视野和动视野三种。这里讨论的是静视野，所谓静视野是指，在头部和眼球靜止不动时，人眼可觉察到的水平面与垂直面內所有的空间范围。
静视野如图：〔a〕为最佳水平视野范围，〔b〕为最佳垂直视野范围；〔c〕为最大水平视野范围，〔d〕为最大垂直视野范围。
从 图〔a〕和〔b〕可以看出，我们眼晴的最佳视野范围，在水平面內零线左右两侧各15度和垂直面內水平视线以下30度的范围内。上下左右 1.5度为中心视野，也称清晰区，这一视域，目光能够清晰地分辨物体的颜色及细节部分。图〔c〕和〔d〕是在头部和眼球靜止不动时，目光所及的最大范围。其视角为，水平面190度，零线左右两侧各95度，双眼视角120度，左右各60度；垂直面130度，水平视线向上60度，向下70度。在这样一个视野范围內，我们能感觉到物体的存在和动作出现，并不能看清是什么物体和什么动作，尤其在边缘部分，更是如此。如果要察看这个范围之外的物体，就需要转动头部或者身体。既使在最大视野围內也有我们无法察看的事物在。〔来自网络《控制中心人机工程设计导则》笫2〕
这种情景,我要亲身体验一下。为了使视野更开阔，我特意来到田野间。我头部和眼球静止不动，注视着前方。我的眼前是一条新修建的国道，国道北面有一条小路，直通北面的村庄，它将绿色的麦田分割成两块。路西有个厂房，厂房的屋顶是蓝色的彩钢瓦，大门前竖立着一个大大的广告牌。并且，我看到向左右延伸的国道，以及国道两边的绿化带。我的目光，极力向左右扩展——我有意识这样做，我觉察到大道上来来往往的车辆，和由桐树组成的绿化带。只是愈向左右扩展愈模糊。我看到了这一切，确切地说，我只是感觉到这一切的存在。在我的视野范围內，有绿色的田野、村庄、厂房、广告牌、国道、来来往往的车辆、绿化带等等，然而，我只是感觉到它们的存在，哪一个我也没有看清楚。
我如何才能看清它们，比如我要看看那个广吿牌上面究竟写得什么，我离厂房约有四百米远，只看见蓝色广告牌上红色的字模糊一片，看不清是什么字。要看清，只有走近它！而走近它，就意味着什么呢？意味着视野范围的缩小！
走近它，是不是愈近愈好，愈近愈能看得清呢？不是！“试验表明，观看图像的最佳距离应当是画面高度的4倍至5倍，在这种情况下，可以保证人眼不转动就能看到完整的画面。这个距离，既可以避免因过近观看时眼球需不停地转动而引起眼疲劳，又可以避免过远观看时对图像辨别能力的降低，以及防止画面以外的景物进入视野中。”人们察看画面有一个最佳距离，“根据人眼的视觉特性，视觉最清楚的范围是在垂直视角15°，水平视角20°的矩形面积之内。”〔来自网络《人眼视觉》〕比如，25寸、29寸彩电最佳距离为1.9m和2.2m。现在，我就站在这样一个最佳距离上，清楚地看见整个广告牌上的文字。可是，田野、村庄、厂房、百米大道、来来往往的车辆、绿化带等等，这些先前出现在视野中的东西，却消失的无影无踪。要想清楚地察看它们。就得像观察广吿牌那样：第一，有一个最佳的观察距离——也就是观察点；第二，将目光注视在某一物体上。你要观察田野，就只能观察田野，你要观察村庄，就只能观察村庄，而不能让其它景物闯入你的视野中。而这样做——有时我们要清晰察看某一物体不得不这样做，这样做的结果，就形成了一个一个的范围。同样，我要把我前后左右周围所有的景物都看一遍，就必须，转动眼球，转动头部，转动身体，而这样做的结果，也就形成了一个一个的范围。之所以如此，是因为，每次观察，都观察到先前无法看到景物，但同时，先前看到的景物又无法看到了。
四
能清晣地察看物体的最佳视野范围是十分狭小的。这主要与我们的眼睛的结构有关。
人的眼睛近似球形，直径约23毫米。眼球包括眼球壁、眼内腔和内容物、视神经和视路、眼附属器等组织，如下图：
眼球壁的最外层由角膜和巩膜组成，中间一层由脉络膜、睫状体和虹膜组成，内层为视网膜。视网膜居于眼球的內层，是一层透明的薄膜。在视网膜中央有一个直径约3毫米的圆形区域，称为黄斑，黄斑中心有一小凹，称为中央凹，面积约1平方毫米。中心凹是视网膜上视觉最敏锐的部位。视网膜上面 有两种感光细胞，一种叫做视锥细胞。视锥细胞感受强光和颜色，在黄斑里面非常集中，尤其是在中央凹里面最为密集。因此，黄斑区尤其中央凹，是视力最好、分辨物体细节和颜色的能力最强的地方。最佳视野和中心视野，是由此产生的。视杆细胞在光线较暗时活动，有较高的光敏度，但不能作精细的空间分辨，只能看到物体粗略的轮廓，且不参与色觉。愈近视网膜的周边部分，视杆细胞愈多，它产生了最大视野。
人眼的结构，限制了人的视野。在最大视野范围内，我们只能察看到这一范围內物体的存在；在最佳视野范围内，我们只能察看到某一物体某一部分的东西。
五
广吿牌有正面和背面之分，要全面了解它，就得观察它的正面，还得观察它的背面，这样一个范围一个范围的观察。同样，人们对世界的认识也是这样，也是一个范围一个范围观察的。由于我们看到是某一范围的东西，因此，得出的结论也只是某一范围的结论。为了便于人们学习掌握这些知识，于是，我们把具有数量关系和空间形式特征的一类结论，归纳在一起名之曰数学；把具有物质结构、物质相互作用和运动规律特征的一类结论，归納在一起名之曰物理学；把具有物质的组成、结构、性质、变化、制备和应用等特征的一类结论，归納在一起名之曰化学；把具有生命现象和生命活动规律特征的一类结论，归纳在一起名之曰生物学；把具有天体及其他宇宙物质运行规则特征的一类结论，归納在一起名之曰天文学……其它的学科如心理学、考古学、逻辑学以及其它各种各样的学科，都是这样形成的。随着科学技术的发展，相继出现了一些如微循环学、运动力学等边缘学科。这是因为，现实世界中存在着许多原来结论无法解释的现象和无法解决的问题，在对这些新现象新问题的观察和研究中，必然会产生新的结论。把具有相同特征的结论归纳在一起，就形成了新的学科。
学科与学科之间的结论，比如物理学中牛顿的运动定律，化学中的波义耳定律，数学中的勾股定理，生物学中细胞学说，天文学中的宇宙大爆炸理论，地理学中板块构造理论，统计学中的恩格尔定律等等，都能解释一些现象并在生产活动中解决一些实际问题，但同时也有它们各自无法解释的现象和无法解决的问题。比如板块构造理论能解释的现象，细胞学说就解释不了；勾股定理能解决的问题，波义耳定律就无能为力，任何结论都是这样，都有一个适用的极限范围。
结论具有一定的范围性，这在不同学科之间是显而易见的，在同一学科，也是如此。阿西莫夫说，“牛顿是世界上从未有过的最伟大的科学家”，但他的力学三定律，并不是无处不适用无处不正确，它有它适用的极限范围。不说它无法解释热力学现象，也不说它无法解释电磁学现象，更不说它无法解释量子力学现象。只就力学范围而言，胡克定律能解释的现象，它就解释不了；欧拉运动定律能解释的现象，它也解释不了；阿基米德定律能解释的现象，它更解释不了。力学三定律只是在一定的范围内是正确的。
无处不适用无处不正确，放之四海而皆准的理论是不存在的，靠理论自信是解决不了问题的。量子力学不是从经典物理中推导出来的，它是放弃经典理论，观察新现象尊重实验事实的结果。从已有的理论推导不出新理论，新理论产生于对原有理论的放弃和对新现象的观察。这正如站在广告牌的正面看不到它的背面，必须离开正面放弃正面，站到广吿牌的背面，才能观察背面的道理是一样的：人眼的结构，限制了我们的视野，使我们察看到的只是客观事物某一范围的东西！
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