這個(gè)問題可以從光與機(jī)械波的兩個(gè)主要區(qū)別來分析：能量區(qū)別和頻率區(qū)別
1. 光和聲音（機(jī)械波）的頻率和能量
大家很容易理解，光子的能量和機(jī)械波的能量不在一個(gè)數(shù)量級(jí)上，其實(shí)討論單個(gè)光子的能量意義也不大，因?yàn)槿祟惿钤诘厍蜃匀画h(huán)境中，人類最需要的就是我們感知到的自然光（來自太陽）和自然聲音（60db左右），我們可以先考察一下太陽光能量隨頻率（波長）的分布情況：
可以看出機(jī)械波和電磁波的區(qū)別，太陽光譜中能量最高的部分，無論是在被大氣吸收之前還是之后，恰好是我們視覺感知到的光譜部分（波長 380-750nm），我們可以據(jù)此定義這個(gè)頻段。波長的不同帶給我們的感覺也不同，這就是顏色的不同。
這當(dāng)然不是偶然的，而是地球生物和環(huán)境數(shù)十億年進(jìn)化的結(jié)果。
地面上的陽光能量密度大約為每平方米1.3KW，但我們的眼睛一般不會(huì)直視太陽貝語網(wǎng)校，無法感知到整個(gè)光譜。
單位面積吸收的可見光能量強(qiáng)度的測(cè)量單位之一是照度（），家居環(huán)境的照度大約為300勒克斯，對(duì)于自然光來說，每瓦每平方米的能量密度對(duì)應(yīng)的光通量大約為600勒克斯，據(jù)此我們可以粗略估算，自然環(huán)境中光的吸收能量密度（人眼接收到的）為2瓦每平方米。
考慮到人眼的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，瞳孔面積會(huì)隨著光線的強(qiáng)弱自動(dòng)變化，瞳孔半徑（Pupil 認(rèn)為是圓形）通常在 1~3.5 mm 之間變化，自然光下瞳孔半徑較小，所以為了簡單起見，取值為 1mm。那么進(jìn)入人眼的光功率就是 2×10^(-6)*1^2*3.14，約為 6×10^(-6)W，也就是自然光下眼睛接收到的光功率。這是日常生活中光線比較強(qiáng)的情況。
對(duì)于人耳來說，感受振動(dòng)的主要機(jī)制是骨膜，但聲音傳播的介質(zhì)不僅是空氣，還有頭骨、皮膚等。
人耳對(duì)不同頻率的敏感度不同。
聽覺的頻率范圍主要在20~20KHz之間，波長大約在17mm~17m之間，人耳能感知到的能量范圍在10^(-12)~10瓦每平方米之間，一般情況下能量密度比光要高得多。
我們可能無法像定義光那樣定義聲音的最佳頻率范圍，但生物界，特別是主要生活在空氣環(huán)境中的生物的聽覺頻率范圍與人類相似，因此我們可以認(rèn)為，人耳的聽覺頻率范圍也是自然界聲音中的最佳頻率范圍，是信息量最豐富的部分。
2. 光與聲感知
由于光的功率太小，又具有極高的空間和時(shí)間分辨率，要充分感知其中的信息，人們需要很多細(xì)胞密集地分布在很小的區(qū)域內(nèi)，通過快速的光化學(xué)反應(yīng)，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成神經(jīng)信號(hào)。
人眼視網(wǎng)膜中感光細(xì)胞主要有兩種：視桿細(xì)胞和視錐細(xì)胞[1]。視桿細(xì)胞約有1.2億個(gè)，廣泛分布在視網(wǎng)膜上，它們不能感知顏色，只能感知光線。在弱光條件下，視桿細(xì)胞是主要光源，所以我們?cè)谝归g無法看見顏色。視錐細(xì)胞只有700萬到800萬個(gè)，主要分布在視網(wǎng)膜最深處的敏感部位黃斑（中央凹）。并且對(duì)顏色敏感。根據(jù)對(duì)不同顏色（紅、綠、藍(lán)）的敏感程度，視錐細(xì)胞又可分為短波（S）、中波（M）、長波（L）視錐細(xì)胞三種。
視錐細(xì)胞最敏感的顏色分別是藍(lán)色、綠色、紅色，需要注意的是，各類視錐細(xì)胞也能感知其他顏色，只是相應(yīng)的放電強(qiáng)度沒有最敏感的顏色那么強(qiáng)，人類產(chǎn)生色彩感知的能力來自于三類視錐細(xì)胞對(duì)不同波長光發(fā)出的神經(jīng)信號(hào)的差異，人類所能感知的所有顏色都可以用這三組信號(hào)的強(qiáng)度來表示。換句話說，RGB顏色的混合是人類大腦在處理視覺信息時(shí)人為混合出來的。
三原色是由人類的色彩視覺系統(tǒng)決定的，甚至不適用于其他動(dòng)物（貓、狗等的感光器與人類不同）。我們可以用三原色混合其他顏色，因?yàn)槲覀兊囊曈X系統(tǒng)無法區(qū)分其他顏色。物理學(xué)中沒有顏色。不同顏色的光本質(zhì)上是不同波長的電磁波。顏色是視覺系統(tǒng)進(jìn)化而來的一種功能，用于識(shí)別自然界中的不同事物。
這種細(xì)胞結(jié)構(gòu)、功能和分布為我們的視覺高空間分辨率提供了基礎(chǔ)。
在時(shí)間分辨率方面，它依賴于極快的光化學(xué)反應(yīng)。以視桿細(xì)胞為例：
其關(guān)鍵步驟為11-順式視黃醛（11-cis-）在光照下異構(gòu)化為全反式視黃醛（all-trans-），引起視紫紅質(zhì)構(gòu)象發(fā)生改變，并引發(fā)神經(jīng)沖動(dòng)至大腦，從而產(chǎn)生視覺。
反應(yīng)速度在10^(-12)秒（皮秒）數(shù)量級(jí)，為極高的視覺時(shí)間分辨率提供了基礎(chǔ)。
從聽覺上來說，由于聲音的頻率較低，所以我們不需要太高的空間分辨率和時(shí)間分辨率，我們對(duì)聲音空間的感知是通過兩耳聽到聲音的時(shí)間差來計(jì)算的，在時(shí)間分辨率上，組織得也非常粗糙。
感知聽覺的最小器官是毛細(xì)胞，它隨著聲音（機(jī)械波）振動(dòng)并轉(zhuǎn)換成神經(jīng)電位。您可以觀看視頻：毛細(xì)胞隨著音樂跳舞：
總結(jié)：
我們感知的聽覺和視覺范圍已經(jīng)進(jìn)化了數(shù)億年。這兩個(gè)頻率范圍分別是自然界中光和聲音信息最豐富的頻率范圍。
由于光與聲的能量密度不同，它們能夠引發(fā)的反應(yīng)機(jī)制也不同，引發(fā)光化學(xué)反應(yīng)只需要很少的能量，而引發(fā)細(xì)胞振動(dòng)（毛細(xì)胞）則需要很大的能量。
光的頻率較高，空間分辨率極高，這就要求視網(wǎng)膜上神經(jīng)細(xì)胞的密度很高；聲音的空間分辨率較低，因此不需要集中那么多細(xì)胞。
光的時(shí)間分辨率極高，只有光化學(xué)反應(yīng)才能支撐；聲音的時(shí)間分辨率低，細(xì)胞的振動(dòng)就足夠了
光的頻率差異導(dǎo)致顏色感知，聲音的頻率差異導(dǎo)致音調(diào)感知的差異。但它們對(duì)一個(gè)人的重要性是不同的。顏色感知對(duì)于每個(gè)人的視覺理解都很重要，所以每個(gè)人都有較高的顏色視覺識(shí)別能力。音調(diào)對(duì)除了音樂家之外的大多數(shù)人的生存沒有太大影響機(jī)械波和電磁波的區(qū)別，所以大多數(shù)人的音調(diào)識(shí)別能力很差。
視覺和聽覺機(jī)構(gòu)似乎都遵循著“足夠”和“好用”的原則，用最少的資源達(dá)到最大的目的。
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