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第75章 眼睛的好帮手

眼睛是人类感观中最重要的器官,大脑中大约有80%的知识和记忆都是通过眼睛获取的,是名副其实的“信息之窗”。随着电脑、电视的普及,现代人的用眼时间大大增加。然而,由于错误用眼、用眼环境改变等多种因素影响,“信息之窗”的健康日益受损,戴眼镜的人越来越多。那么,眼镜是怎么被发明出来的呢?

眼镜是人们用以矫正视力或保护眼睛而制作的一种简单光学器件,要想了解它的原理首先要知道眼睛的构造。眼睛的构造十分灵巧,犹如一架高级照相机,有较好的调节和适应光照的能力。一般在看近物时,晶状体的凸度增大,同时瞳孔缩小。反之则晶状体的凸度变小,瞳孔扩大。通过这种调节,使最终成像的亮度清晰、适宜而又不失真。晶状体的弹性随年龄的增长而减小,一般年过40岁的人,因晶状体的弹性减退,在看近物时,晶状体不能充分凸出,使物像落在视网膜之后,于是就形成了看远不看近的老花眼,所以最好戴凸镜矫正。如果眼晶体过凸或眼球的前后径过长,则远处物体反射的光线聚焦于视网膜之前。这就是看近不看远的近视,需戴凹镜来矫正。

人类发明眼镜以前,其生活方式和职业均受到视力的制约。例如,猎人的远视力比近视力重要,用近视力的手工业者通常在45~50岁,因看不清近物而不得不结束他们的职业生涯。随着印刷术的发明和文化的传播,对良好近视力的需求日益增加,促进了眼镜的需求和发展。

1268年,一位英国学者培根看到许多人因视力不好,不能看清书上的文字,就想发明一种工具来帮助人们提高视力。为此,他想了很多办法,做了不少试验,但都没有成功。一天雨后,培根来到花园散步,看到蜘蛛网上沾了不少雨珠,他发现透过雨珠看树叶,叶脉放大了不少,连树叶上细细的毛都能看得见。他看到这个现象,高兴极了。培根立即跑回家中,翻箱倒柜,找到了一颗玻璃球。但透过玻璃球,看书上的文字,还是模糊不清。他又找来一块金刚石与锤子,将玻璃割出一块,拿着这块玻璃片靠近书一看,文字果然放大了。后来他又找来一块木片,挖出一个圆洞,将玻璃球片装上去,再安上一根柄,便于手拿,这样人们阅读写字就方便多了。这种镜片后来经过不断改进,成了现在人们戴的老花镜。

16世纪,眼镜进入发展的新阶段,有人开始用凹镜矫正近视眼。那时,凹镜片是石英做的,镜框用骨、金属、皮革制成,旁边有一手柄,用手把凹镜片放到眼前。后来,这种眼镜由意大利迅速传到德国、西班牙、法国和英国。1629年,英国出现制造眼镜的公司。17世纪,西班牙的眼镜制造者在眼镜架的两边各加一个丝带圈,套在耳朵上固定眼镜。后来,西班牙和意大利的传教士把这种眼镜传到了中国。18世纪,中国人发明了“耳撑”。1730年,英国配镜师爱德华·斯凯莱特制作了眼镜的边架,使用硬的眼镜腿夹在耳朵上面固定眼镜,成为现代近视眼镜的雏形。1784年,美国科学家、政治家富兰克林发明了远近视两用眼镜。1825年,英国天文学家乔治艾利发明了能矫正散光的眼镜。

人有两只眼睛,可是有趣的是,最初的眼镜却只有一片镜片。不是戴在眼上,而是放在桌子的一个特制的架子上,用时拿镜片放在眼上或凭借架子使用。但是,人们很快就觉得,既然眼睛是两只,那么眼镜玻璃片也应当是两块。可是,两块玻璃凹镜需要两只手拿,眼睛是舒服了,却把双手束缚住了,于是有人就把两块凹镜片用铁架连在一起,架在鼻梁上。可是鼻子并不愿意承受这种额外的负担,常常使铁架同两块玻璃凹镜片一同落地。于是,有人又想出办法,用细绳缚在头上。不久,有人就发现两只耳朵还可以利用,于是就把镜边加了两根腿。从此,眼镜就变成骑着鼻子、拉着耳朵、服服帖帖为眼睛服务的东西了。

自13世纪人类发明镜片以来,一直用水晶玻璃磨制镜片,中国采用除采用水晶外,还使用人造水晶,后来使用玻璃镜片。1937年法国发明了一种叫压克力的塑料眼镜片,虽不易破碎,但清晰度差。1954年,法国一位工程师从制作飞机座舱的材料中受到启发,从而发明了树脂镜片,自此以后,这种镜片便成为世界镜片王国的至尊,一直沿用到今天。

科学小链接

盲人电子眼镜

近年来,世界上已经出现了盲人电子眼镜。这种眼镜由摄像透镜、摄像放大管、光电转换器和电极矩阵四个部分组成。设计者为了方便盲人,把电极矩阵积成内衣样式,盲人穿上后紧贴后背皮肤。启动开关后,由于电极产生信号刺激皮肤,因而能在大脑中产生图像,好像有了视觉一样。