《教学反思:高分与素质并重的学习方法》:杨江南 著
预防近视网: 介绍近视眼镜的危害与“雾视法”预防近视的基本原理,并提供其作者的免费书下载
Myopia Manual 近视手册: 综合各种理论与事实,以中立的眼光介绍了近视的原因、预防与治疗(英语)
目致远防近视阅读镜,是根据被医学上广泛认可的雾视法预防近视的原理按个性化与最优化的原则改进设计的防近视眼镜。它既避免了使用传统雾视镜的不舒适的感觉,也将雾视镜的防近视功效发挥到最大,让眼睛在看近处时处于看远处时的放松状态,消除眼睛疲劳,从而能够从根本遏制近视的形成与加深。它能够在正常的学习中使用,因此不需要用户单独花费时间来防近视,也能够让长期的近距离用眼变得更轻松,可以说是预防近视的最理想的产品。
我第一次接触雾视疗法是在我上初二的时候,那时人教版的语文教材上有一篇专门简介雾视疗法的科普文章,其权威性自然是不可非议的。那时我也刚开始形成近视,因此也就找来两副老花镜,一个作为远雾视镜,一个作为近雾视镜。其效果是很明显的。尽管中学的学习压力非常大,我整个初中与高中总的近视度数也并没有超100度,平时生活、看远处时根本不需要近视眼镜,并且这点近视也只是在我没有坚持使用雾视镜的时候形成的。在上大学之后,由于荧光屏电脑显示器的使用,一年下来,我的每个眼睛又各自加深了大概100度。于是,我又开始使用近雾视镜了(当时的学习负担让我基本没时间去坚持远雾视镜了),让眼睛在看近处时实际上处于看远处的状态,从而放松眼睛,阻止近视加深。
然而,这一次,我也开始注意到近雾视镜的主要的副作用了,即普通的老花镜并不能在看近处时充分模拟看远处时的效果。这主要是晶状体虽然处于看远处的放松状态,但双眼单视仍然是看近处时的夹角(可以参考3D电影的原理), 从而人并不感觉物体是变远了,这种感觉与晶状体的状态的矛盾就打破了人正常的视觉调节,从而引起心理上的不适。并且,如果眼镜没有设计好,看近处时视线要从镜片内边缘穿过,此时边缘的三棱镜作用将使用双眼单视的夹角处于看更近处的状态(图1), 从而将引起眼部其它肌肉的紧张与酸痛。解决的办法就是将镜片的光心向两眼以内移动,让视线从镜片的外缘射向眼睛,从而让物体的像被折向远处(图2)。
按照这种思想,我请学校里眼镜店的老板给我做了一副镜片光心内移的非传统的近雾视镜,效果果真比以前的眼镜舒服了一些。此外,光心内移的效果可以用一个额外的三棱镜代替,但其问题不仅是增加了成本,更重要的是增加了眼镜的重量,从而更容易让使用者感觉不习惯、不舒适。
本来想就此申请一个专利的,结果在网上搜索发现,杜恩光先生在十年之前就已经提出了这个创造性的近雾视镜的发明,并且申请了专利。我知道这个专利有可以改进的,于是给他打了电话,想和他协商。但是,他告诉我的是,他的专利很难用于生产,因为当镜片的光心向内偏离太多之后像差太大,很难控制,并告诉我他已经放弃专利权了,任何人都可以免费使用他的专利。
南京大学数学系的数学与计算机编程训练让我开始意识到这是一个需要计算机进行复杂计算的定量化问题。于是我首先解决了其中所涉及的复杂的三维空间中几何光学的计算与求解问题,再根据不同人不同的参数用计算机寻找能像差最小的设计方案。再在不同的环境下不断测试,我逐渐意识到了一个比传统理论更深刻的问题。
一般认为,雾视镜所带来的头晕问题,是由于上面所说的晶状体的状态与双眼单视的协调被打破所造成的心理不适应。但其实,头晕问题涉及了人类更深刻的心理基础,即恐高心理。恐高心理是为了保护人类不从高空坠落而进化形成的一种极为重要的心理机制。人类对高空与失重的反应是极为强烈的。有人走路累了就以为失重会是一种很舒服的状态,也有人以为跳楼自杀是最不痛苦的。其实这都是极大的误解。玩过蹦极、高空转架或经常坐飞机的人都会知道,失重一旦超过很短的一段时间就会引起生理与心理上的极大的不适,甚至引起极度的恐惧、尖叫与哭泣。由此可见,人类自我保护的对高度与失重的恐惧是多么的强烈,不然人类早在还是猴子的时候就已经因为从树上往下面跳着玩而被摔死了。在高空往下看人会头晕,而在戴上没有设计好的远视眼镜时也会有类似的效果。这是因为近处物体传来的视线更多从镜片的内边缘射入,受折射后(镜片边缘有类似于三棱镜的作用)让人复视的感觉为很近的物体,而远处物体传来的视线更多从镜片的较外的边缘射入,从而复视的感觉将是更远更深的。这样就让人有一种如临深渊的感觉,恐高的心理机制被激活,让人眩晕。因此,避免这种视觉扭曲也就成了雾视镜设计过程中很关键的一点。其解决办法是让光心不仅内移,而且下移,这样就可以使远处传来的光线受到更多的镜片上边缘的上折作用,从而将远处的像抬高,消除这种成像扭曲与恐高心理,维持人的视觉平衡。当然,这种设计需要计算机根据不同人不同的参数定量化地完成,因为虽然其思路简单,但要找到最优化的设计方案,其运算量却是相当大的。
如果成像扭曲与恐高心理不容易理解,那么还可以举斜屋平路的例子。如果走进一座除了一条小路、其它一切都被修得倾斜的屋子(比如上海科技馆的魔屋),人会不会因为走在平路上就走得很顺呢?其实不会,有人甚至即使一直扶着栏杆都会倾倒!这是因为人的平衡在很大程度上是依赖于视觉的,但在斜屋里人自以为正常的环境其实是扭曲的。同样,没有设计好的远视镜造成的成像扭曲也会打破人的视觉平衡,让人觉得头晕,有稳不住重心的感觉。雾视镜的度数越大,预防近视的效果也越好,但这种头晕的副作用也可能越强烈。
因此,目致远防近视阅读镜本质上就是一种近雾视镜,主要通过放松睫状肌来从根本上帮助遏止近视的形成与加深。这项发明的全名叫最优低扭曲防近视雾视球面镜。它区别于其它近雾视镜的主要特征就是它将镜片光心科学定量化地内移和下移,让双眼单视所成的像变远,从而在放松睫状肌的同时也放松眼部其它肌肉,并消除成像扭曲所带来的视觉失衡与心理不适,从而能够设计生产度数更大的眼镜,将雾视镜的功能发挥到极致。并且,其设计充分利用了当代计算机编程的优势,根据不同人不同的双眼度数、瞳距与用眼距离等参数定量设计,能够充分实现设计的人性化与个性化,从而最大程度地提高雾视镜的有效性和舒适性。
我给多个眼睛状况不同的同学,包括我自己,设计制作过这种眼镜,效果都挺不错的。在大学由数学系转到生命科学学院后很大的学习负担之下,以及在后来准备出国留学的巨大的学习压力之下,我眼睛的近视度数都不但没有增加,反而还下降了一些。这也证明这种眼镜确实是科学有效的。