What is myopic farsightedness and astigmatism?
——一 一问諾貝爾獎:眼球聚焦是点还是曲面？
都世民
摘要：本文主要討論人的眼睛屈光系統。什麼是近視？什麼是遠視？什麼是散光？眼球的聚焦是一個點還是一個曲面？笔者查詢百年的諾貝爾獎。想找到眼睛屈光系統的工作机理的源头和權威解释。查詢結果發現諸多問題。提出來討論。
關鍵詞：人眼屈光，近遠视，散光，眼球聚焦，諾貝爾獎。
什麼是近視和散光？
什麼是近視和散光？眼球聚焦是点還是曲面？這是兩個问题,还是一個问题？或者说，近視和散光是因為聚焦点位置不在视网膜上造成的，還是視距不夠形成的。這是兩個问题。誰是因？誰是果?有關近視和散光是很多人關心的問題。但是後面的問題就是專業問題。这个專業归属于哪个？原来笔者不知道有视光學這個專業。後來才發現。但是這個專業的期刊報導比較少。了解不多。
什么是近视散光？网络上有诸多医院眼科专家作了解读。本文列举以下几位：
(http://tag.120ask.com/jibing/jinshi/1383580.html，2019-11-09)。
〔1〕近视、散光属于眼睛的一种屈光不正常现象，与角膜的弧度有关，平行光线进入眼内后，由于眼球不在同一子午线上，屈光力不等，这就是散光近视。近视和散光是两种不同的视力功能问题，近视和散光会同时存在一位患者身上。
〔2〕简单讲，近视眼就是眼睛的视力范围只能看近处物体，看远处物体不清楚。科学解释为，远处平行光经过眼睛屈光系统折光后，其焦点在视网膜前面集合成影像，这种影像是不清楚的，也就导致远处看不清，但近处观看物体时是正常的。散光的科学解释为：在不同的子午线上，眼睛的屈光力不一样，当光进入眼球后，不能在视网膜上形成焦点，这就是散光。散光不是单一类型，它有三种情况，一是规则散光，二是不规则散光，三是斜向散光。区分散光的类型，主要是判断眼睛最大屈光力与主子午线的位置，我们无法自行判断，需要通过正规医疗仪器进行判别。散光通常伴随近视眼或者远视眼存在，几乎不会独立出现。散光的症状与近视不同，对于高度散光患者来说，看近看远都不清楚，有时还会出现模糊、重影。严重者会出现头晕、目眩、眼胀、头痛甚至流泪的情况。
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1662647033000337647&wfr=spider&for=pc
〔3〕散光是角膜表面不光滑和角膜厚度不均匀引起的，平行光线进入角膜后，由于角膜的自身问题（厚度和光滑度），屈折率不一致，光线不能聚集于同一焦点。这样，光线便不能准确地聚焦在视网膜上,形成清晰的物像，这种情况便称为散光。
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〔4〕近视、散光这两种眼部的变化区别是很大的，重影近视眼通常是对于远处的物品看不清，而近处的物品都是可以看清楚的，而散光就是不论是距离的远近，瞧见的都有重影。一般是需要遵循医嘱，佩戴眼镜矫正视力。
〔5〕散光和近视是屈光不正的一种。由于不良的眼睛习惯或遗传因素导致的眼轴变长,使视力变得更模糊,从而导致近视。散光是由于角膜形状不规则而导致的视力下降,一般看东西都会变形。
https://m.baidu.com/bh/m/detail/qr_16124036277929171508?frsrcid=rec
〔6〕由于眼球变扁或者变窄，物像不能精准的投射到视网膜上，造成了近视或远视。老花眼是远视的一种，是由于老年人眼部肌肉力量变弱，晶状体调节能力变弱，导致物像投射
不准。由于眼球变形不规则，导致物像投射不准确，类似你的影子映到楼梯上歪歪扭扭的。也有可能是晶状体不平整了，那个椭圆的白色的就是晶状体。
(https://www.zhihu.com/question/24862581)
正常 
近视↑
远视↑ 
散光
如上所述，几个医院的眼科主任医生对近视、遠视、散光形成的原因，可归纳为：
〔1〕近视、散光聚焦的焦点在视网膜前面，属于眼睛的一种屈光不正常现象。
〔2〕眼睛屈光系统聚焦的焦点在视网膜前面，形成近视。焦点在视网膜后面，形成遠视。
〔3〕散光是角膜表面不光滑和角膜厚度不均匀引起的。
〔4〕近视眼是看不清远处的景物，可以看清楚近处景物，而散光则不论远近，瞧见的景物都有重影。近视眼的明视距离一般为10厘米左右，（明视距离指人眼看书时间长而不疲劳的距离），正视眼的明视距离为25厘米左右，人眼在这一距离看书不易疲劳。
〔5〕由于眼球变扁或者变窄，物像不能精准的投射到视网膜上，造成近视或远视。也可能是晶状体不平整引起的。不难看出這些说法有差异。主要差别是：其一屈光系统聚焦的焦点不在视网膜上引起视距不达标，看成影响视距的唯一因素；其二视距不达标可能有多种因素的影响，这包括眼球有多种不均匀媒质，简单成像模式不准确。没有考虑视觉系统复杂性及其相互影响。
上面解释的源头在哪里？
近日，笔者忽然想到西方的科学探索,通常以諾貝爾獎作为判定的准则。查询了一百多年来的简单介绍，发现1911年Youknow.古尔斯特兰德對人眼睛研究作出突破性貢獻。可以歸納如下：以下闡述來自於網絡。
1)古尔斯特兰德，A. (Allvar Gullstrand）,是瑞典眼科医生，生理光学家。他对眼屈光学的研究做出了巨大贡献！眼屈光学是基于几何光学，他提出有关人类眼睛模型眼的新概念。
古尔斯特兰德，A 
右上图为正常眼聚焦，右下图为散光眼聚焦（图源于网络）
2)建立视觉成像理论，通过视网膜上成像，阐明了近视调节的机理，归纳出光学成像的一般定理，并得到了各国学者的承认。
3)研究人眼的调节机制。通过对目镜结构的研究，得出自动调节，即眼睛自行调整以适应不同距离特有的视像的功能，是晶状体表面曲率的变化和眼内纤维重新调整的结果。
4)最早研究角膜的散光。散光是眼睛无法将平行的光线聚焦在视网膜的同一个焦点上。
5)发明狭缝灯（狭缝灯是一种带灯的显微镜，可以把眼的前部结构高倍放大，便于医生检查），直到今天，我们的眼科医师仍在使用；
6)发明了无反射检眼镜，使医生们检查眼病更加便利；他还发明了一种白内障手术。
7)他的有关几何光学和生理光学的观点,都记述在他重订的H.(L.F.)赫尔姆霍茨的《生理光学手册》一书的注释中。
8)他曾为因白内障而取出晶状体,为患者设计一种非球面透镜片眼镜。
对诺贝尔奖的疑问？
2.笔者查阅后有些不解。可歸納如下:
〔1〕.人的眼睛的屈光系統基础描述，是源自古尔斯特兰德的描述吗？
〔2〕.為什麼長期以來。把人眼的工作機理看成照相機？现在看来有什么问题？
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眼睛的剖面圖(源自於網絡)
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角膜是光线进入眼球的第一道关口。其屈光力为42D左右，占眼球表面积的1/6，直径为11.5毫米，中央厚0.6毫米，旁边厚1毫米。俗称"黑眼珠"。瞳孔-光圈，俗称"瞳仁"。晶状体-全自动变焦镜头，位于瞳孔虹膜后面，呈双凸透镜。正常人既能看近又能看远，全依赖于晶状体的调节。视网膜——胶卷，起感光功能。感光最敏锐的那部分，称为黄斑。虽然视网膜很薄，结构却很复杂，分为10层，脉络膜-照相机的暗箱。认为眼睛通过调节晶状体的弯曲程度（屈光），来改变晶状体焦距获得倒立的、缩小的实像。眼睛所能看到的最远的点叫调节远点，正视眼所能看到的远点在极远处；眼睛所能看到的最近的点叫
调节近点，两点之间称为调节范围。正常眼睛的近点在距离眼睛约10厘米处。
人眼视觉传导通路 由3级神经元组成。第l级神经元为视网膜的双极细胞，形成视觉感受器的视锥细胞和视杆细胞形成突触，中枢支与节细胞形成突触。第2级神经元是节细胞，其轴突在视神经盘(乳头)处集合向后穿巩膜形成视神经。视神经向后经视神经管入颅腔，形成视交叉后，延为视束。在视交叉中，只有一部分纤维交叉，即来自两眼视网膜鼻侧半的纤维交叉，走在对侧视束中；颞侧半的不交叉，走在同侧视束中。因此，左侧视束含有来自两眼视网膜左侧半的纤维，右侧视束有
来自两眼视网膜右侧半的纤维。视束行向后外，
绕大脑脚，多数纤维止于外侧膝状体。第3级神经元的胞体在外侧膝状体内，它们发出的轴突组成视辐射，经内囊后肢，终止于大脑距状沟周围的枕叶皮质(视区)。照相機沒有神經系統。照相機自己也不能看，還是人的眼睛去看。
https://zhidao.baidu.com/question/204979184.html
〔3〕.科學家麥克斯韋(1831年～1879年)与古尔斯特兰德(1862年～1930年)不是同一時 代的人，1854年，科學家麥克斯韋发表魚眼透鏡論文。在古爾斯特蘭出生之前就已經發表，為什麼诺贝尔奖得主卻不知道呢？為什麼後者只用幾何光學，不用波動光舉、幾何绕射理論分析人的眼睛？
〔4〕.人眼的眼球是有多種不同介質分界面，用幾何光學”简单眼”模式.怎麼證明眼球聚焦与角膜聚焦於同一個點？
〔5〕.如果散光是由於平行光束不能聚焦到視網膜一個點上，當光線射到双凸晶體邊缘會產生散射，怎么可能聚焦到同一個點？
〔6〕.如果眼球聚焦于一個點,這就意味著視網膜上的其他細胞都是偏焦的，单一感光細胞會形成视距嗎？
〔7〕.人的眼睛有掃視，這是人眼和魚眼的區別，人眼為什麼會掃視呢？掃視應該具有的條件是什麼？
〔8〕.人有兩隻眼睛。工作机理是什麼？體檢所用的視力表。人們不是看不到那個黑點。而是分不清缺口朝哪裡，这種模糊是散光，還是另有原因？
〔9〕.眼睛自行调整以适应不同距离特有的视像的功能，是晶状体表面曲率的变化和眼内纤维重新调整的结果。這究竟是怎麼回事？真的搞清楚了嗎？
〔10〕裂縫灯不是平行光。患者在裂縫灯光下,根本看不見。此光源与日常所見的光不同。本來醫生看不見患者的眼底。而裂縫燈照射下能看見。這兩種不同的事實與眼球聚焦有沒有關係？
以上10個問題令笔者不解。以上是對100年前的诺贝尔奖提出的疑問。那麼1981年的诺贝尔奖有沒有疑問？同樣也有。另文
討論。
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