How big is 肉眼可見最小物體?
100 微米!
一般人在不借助顯微鏡或放大鏡的情況下，能辨識出的最小物體大約是0.1公釐，也就是100微米寬。一微米是一公尺的百萬分之一。這其實是人類視力的極限，而不是某個特定物體，而且這個數字只是概略值，會因觀察者的眼睛狀況、光線，以及物體與眼睛的距離而有所不同。
大小
這個極限來自視覺敏銳度，也就是眼睛辨識細節的能力。視力正常（稱為20/20視力）的人，可以辨識出張角為1角分（六十分之一度）的細節。在視力表上，20/20那一行字母的每一筆劃，張角都恰好是這個角度。
這個角度所涵蓋的細節實際大小，取決於觀看距離。視力理想的人，最近可以將焦點對到大約25公分處，這個距離稱為近點。在25公分處，1角分所涵蓋的範圍大約是73微米。無條件進位後，大約是0.1公釐——這也是OpenStax教科書《微生物學》中，物體不需顯微鏡即可看見所需的大小。
有幾個因素會讓這個極限變大。隨著年齡增長，近點會逐漸變遠，使得年長者的眼睛無法把小東西拿得像年輕時那麼近。光線昏暗、對比度低，以及未矯正的近視或遠視，也都會降低視覺敏銳度。
大小比較
- 人類的卵細胞，也就是卵子，直徑大約120微米，比這個極限稍大一些。一般動物細胞的直徑在10至100微米之間，都不會超過這個極限。
- 一根人類頭髮寬80至100微米，寬度和這個極限差不多。
- 一顆粗粉砂顆粒寬50微米，是這個極限的一半。土壤學家指出，單一粉砂顆粒若不放大就看不見，但砂粒可以。
- 1公釐，也就是公制尺上最小的刻度，是這個極限的10倍。
- 在距離6公尺處讀取視力表，20/20那一行字母高度大約是8.7公釐，每一筆劃寬約1.7公釐。
限制眼睛視力的因素
視覺敏銳度受到三個因素限制。光線通過瞳孔時會稍微散開，這種現象稱為繞射。眼睛的光學系統無法完美對焦，這些缺陷稱為像差，同樣會讓影像變模糊。此外，視網膜——眼睛後方對光敏感的一層組織——是以個別細胞來記錄影像，這些細胞之間的間距也會設下另一個極限。
視網膜中央的細節最清晰，那裡的感光細胞（稱為視錐細胞）間距大約只有2.5微米。只要離中央幾角分遠，視覺敏銳度就已經明顯下降。瞳孔寬度大約3至5公釐時，繞射與模糊之間的平衡效果最好。
辨識細節與察覺物體的存在
0.1公釐這個數字，指的是辨識細節的能力，例如視力表上字母的筆劃。其他視覺任務則可以做得更精細。判斷一個點或一條線是否存在，或是判斷兩條線是否對齊，即使細節比一般的視覺敏銳度極限還要小，也可能辦得到。因為察覺一個點或一條線，只需要知道它存在，不需要看清它的細節。
參考資料
- Types of Microorganisms. In Microbiology. OpenStax, 2016.
- Visual Acuity. In Webvision: The Organization of the Retina and Visual System. University of Utah.
- Physics of the Eye. In College Physics, 2nd edition. OpenStax, 2022.
- Zona Pellucida Genes and Proteins: Essential Players in Mammalian Oogenesis and Fertility. Wassarman and Litscher, Genes, 2021.
- Just How Small Is "Nano"?. National Nanotechnology Initiative.
- Soil Survey Manual. Agriculture Handbook No. 18. U.S. Department of Agriculture, 2017.