人的眼睛為什麼有眼白？
― 許多動物會隱藏視線的方向
仔細看動物園裡大猩猩或黑猩猩的眼睛，幾乎看不到白色的部分。只有人類的黑眼珠周圍，有一圈又寬又白的眼白。眼白就像一塊招牌，告訴周圍的人「我正在看哪裡」。一般認為，許多動物把這塊招牌藏了起來，人類卻選擇把它亮出來。
上課時，老師默默看向教室後方。他的臉明明還朝著前面，全班同學卻都跟著回頭看後面。
在家裡，狗正盯著你看。但狗的眼睛幾乎都是黑眼珠，你很難看出牠到底在看哪裡。
為什麼只有人的視線，能讀得這麼清楚？答案就在黑眼珠周圍那一圈白色的部分。
理由只有兩個
黑眼珠只要稍微移動，左右兩邊眼白的寬度就會改變。因為白與黑的對比很鮮明，即使離得很遠，也能看出視線的方向。
如果獵物或對峙的對手發現自己的視線，就會處於劣勢。所以許多靈長類相當於眼白的部分是深色的，不容易被看見。
也就是說，眼白是為了「讓人看見視線」而存在的構造。人類為什麼會演化出這種像是把底牌攤開的眼睛呢？我們一步一步來看。
有了眼白，視線在幾公尺外還能被看出來？
眼球是直徑約 2.4 公分的球體。眼白其實是包住這顆球的堅韌薄膜（鞏膜）的顏色。人的這層膜是白色的，從眼皮的縫隙中可以大面積看到。
請試著拉動圖 1 的滑桿。眼球稍微轉動，黑眼珠就會橫向移動幾公釐。左邊是人的眼睛，左右眼白的寬度會改變，所以一眼就能看出位移。右邊的眼睛，眼白的部分和黑眼珠顏色相近。即使移動同樣的距離，邊界也很模糊，不容易看出來。
實際算算看，眼球轉動 10 度時，黑眼珠大約位移 2 公釐。以視力 1.0 的人能分辨的精細程度來算，大約從 7 公尺外就能讀出來。當然，實際距離會隨亮度和臉的朝向而變，這只是個估計值。即使如此，也要有白與黑的強烈對比，才能達到這個距離。
為什麼其他動物要隱藏視線？
1997 年，日本研究者小林洋美（Hiromi Kobayashi）和幸島司郎（Shiro Kohshima）用照片比較了 88 種靈長類的眼睛。結果發現，眼白部分完全沒有顏色的物種，只有人類。眼睛的橫向長度，以及露出眼白的面積，也都是人類最大。
其他多數靈長類相當於眼白的部分，顏色和黑眼珠或臉部皮膚相近，都是偏暗的顏色。這樣一來，從外面就很難看出眼球正朝向哪裡。
視線會洩漏心裡「下一步的行動」。捕食的一方一旦視線被發現，獵物就會逃走。在群體裡，也有些動物把緊盯著對方看當作「挑釁」的訊號。自然界中，隱藏視線反而比較容易存活的情況很多。
那麼，為什麼人類剛好相反呢？有力的說法是「合作之眼」假說。2007 年的研究發現，約 1 歲的嬰兒即使對方不轉動臉、只轉動眼睛，也會跟著那道視線看過去。另一方面，黑猩猩等大型類人猿主要是跟著臉的方向。人類可能就是靠著互相展示視線，用「你看那個」傳達心意，才得以彼此合作。
大多數狗的眼睛，眼白都不明顯。然而有研究指出，長期和人一起生活的狗，很擅長讀出人用眼睛指示的方向。人擁有「展示的眼睛」，狗則練就了「解讀的能力」。剛好湊成一對，這一點很有意思。
總結
眼白用白色背景凸顯黑眼珠的位置，讓視線的方向能傳到很遠的地方。多數靈長類的眼白部分是深色的，把視線藏了起來。一般認為，只有人類選擇了互相展示視線、彼此合作的路。
眼白，是把自己的視線交給對方的招牌。
人類放棄了「隱藏的眼睛」，靠著「展示的眼睛」一路合作下來。
夜裡動物的眼睛為什麼會發光，請看〈夜晚動物的眼睛為什麼看起來會發亮？〉；人眼為什麼看不見紫外線，請看〈人的眼睛為什麼看不見紫外線？〉。
- 請家人或朋友臉朝正前方，只用眼睛看向右邊或左邊。
- 你分別退到 1 公尺、3 公尺、5 公尺的位置，猜猜看他在看哪一邊。
- 接著請對方戴上太陽眼鏡，或把房間弄暗，再做一次同樣的實驗。比較看看眼白不容易看見時，猜中的距離會有什麼變化。
到動物園時，也請仔細看看大猩猩和紅毛猩猩的眼睛。牠們黑眼珠和周圍的邊界，應該比人類難看清楚得多。
想知道更多的人 ― 名詞、算式與課本的關聯從國中自然到大學專業課程，清楚標示每段內容屬於哪個程度
- 國中國中自然科學會學到的範圍
- 高中高中「生物」「數學」會學到的範圍
- 高中＋高中的進階內容，或課本專欄的內容
- 大學高中不會學到、大學專業課程（比較形態學、發展心理學）的內容
- 研究連大學也不會當作定論來教、目前研究者還在探討的話題
國中名詞：這個現象有名字
- 鞏膜：包在眼球外側的堅韌薄膜。人的鞏膜看起來是白色的，就是所謂的「眼白」。
- 虹膜：一般說的黑眼珠中有顏色的部分。中央的孔是瞳孔，負責調節進入眼睛的光量。
- 視線跟隨：用眼睛追著對方的視線，看向同一個東西。連還不會說話的嬰兒也會這樣做。
國中高中用算式確認：視線的移動，從幾公尺外能讀出來？
把眼球當作球體，用三角比求出黑眼珠橫向位移多少。再算出這個位移看起來大於視力所能分辨的角度時，所對應的距離。
| 用符號寫 | x ＝ R × sin θ 、 d ＝ x ÷ φ |
| 用文字寫 | 黑眼珠的位移 ＝ 眼球半徑 × 轉動角度的正弦。可讀距離 ＝ 黑眼珠的位移 ÷ 能分辨的最小角度 |
| 算式從哪裡來 | 眼球是繞著中心轉動的球，所以表面上一點的橫向位移由三角比決定。距離的算式來自：角度很小時，可以把「角度 ＝ 長度 ÷ 距離」當作成立。 |
| 符號 | 意義與單位 |
| x | 黑眼珠中心橫向位移的長度（mm） |
| R | 眼球的半徑（mm） |
| θ | 眼球轉動的角度 |
| φ | 視力能分辨的最小角度（弧度） |
| d | 能分辨位移的距離（mm） |
| 眼球直徑（成人） | 約 24 mm |
| 10 度的正弦值 | 約 0.174 |
| 視力 1.0 能分辨的角度（1 分角） | 約 0.00029 弧度 |
| 眼球半徑（mm） | 24 ÷ 2 ＝ 12 |
| 轉動 10 度時黑眼珠的位移（mm） | 12 × 0.174 ≒ 2.1 |
| 能分辨該位移的距離（mm） | 2.1 ÷ 0.00029 ≒ 7241 |
| 換算成公尺 | 7241 ÷ 1000 ≒ 7.2 |
眼球只要轉動 10 度，黑眼珠就會位移約 2 公釐。如果白與黑的對比很鮮明，算起來從約 7 公尺外就能讀出來。不過，這是在能分辨清楚黑白線條的條件下的上限估計。如果眼白部分偏暗，邊界會變模糊，可讀的距離一般認為會短得多。
高中高中＋眼白為什麼是「白」的，以及容易分辨的程度
高中鞏膜是由膠原蛋白纖維不規則地層層堆疊而成的膜。纖維的方向不整齊，會把光線往各個方向散射，所以看起來是白色的。同樣是膠原蛋白，纖維排列整齊的角膜就是透明的。
高中＋要分辨物體的邊界容不容易，很大程度取決於明暗的差異（對比）。視力檢查是在白底黑字的高對比下進行，所以 1 分角這個數值是「條件最好時」的數值。眼白部分偏暗時，和黑眼珠的明暗差變小，即使位移相同，也要走近才看得見。
大學比較形態學與「合作之眼假說」
小林與幸島（1997）測量了 88 種靈長類眼睛輪廓的橫向長度（長寬比），以及鞏膜露出的比例（鞏膜露出指數）。他們報告說，人類兩項都是最大，也是唯一鞏膜沒有色素的物種。他們把多數靈長類的深色鞏膜解釋為「視線的偽裝」。托馬塞洛（Tomasello）等人 2007 年的研究顯示，人類嬰兒會以眼睛的朝向為線索來跟隨視線，這就是後來所稱的「合作之眼假說（協調之眼假說）」。
📖 算式的推導，以及更進階的內容：小林與幸島〈人類眼睛的獨特形態〉（《自然》期刊，1997） ／ 視力（維基百科）
研究目前還不清楚的事
- 白色的眼白，真的只有人類才有嗎？ 後來的研究報告指出，黑猩猩和巴諾布猿中，也有鞏膜顏色比較淺的個體。「只有人類特別」的看法，正逐漸被修正為程度上的差異。
- 眼白變白的原因，只有合作嗎？ 眼白的顏色會因充血或發黃而反映身體狀況。也有人討論，眼白可能是被選擇來當作健康的訊號等其他說法。
- 狗讀懂人類視線的能力從哪裡來？ 是和人一起生活後培養出來的能力，還是原本就有的能力？不同研究的看法並不一致。
也就是說，這篇文章的內容也只是「就目前所知範圍內的說明」。眼白的演化故事，至今仍在不斷改寫。
與課本的關聯（依程度分類）
| 程度 | 科目・單元 | 本文的哪個部分 |
|---|---|---|
| 國中 | 自然科學「動物的身體構造（感覺器官）」 | 鞏膜、虹膜、瞳孔的構造 |
| 高中 | 數學「三角比」／生物「動物的反應與行為」 | 黑眼珠位移的計算、視線與行為 |
| 高中＋ | 視覺與對比 | 眼白部分偏暗為何難以解讀 |
| 大學 | 比較形態學・發展心理學 | 88 種的比較、嬰兒的視線跟隨 |
| 研究 | 人類演化・動物行為學 | 關於眼白起源的爭論 |
| ― | 與生活的關聯 | 戴太陽眼鏡時，為什麼更難讀出表情和意圖 |
※本文是寫給一般讀者的科學說明。文中的數值是為了幫助理解原理的估計值與概算。關於眼白的演化有多種說法，本文只介紹具代表性的研究。如果眼睛持續充血或發黃，請向眼科等醫療機構諮詢。