科学网—标签 - 微小光学

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dsm9393 2019-3-14 21:04

“ 视觉错觉 ” 说法靠谱吗？ I s it justappropriatetocall visual illusion ? 都世民 2017-01-10 ，尹家鹏在中国科学院神经科学研究所发文： “ 视觉错觉：人类大脑是如何被自己欺骗的？ ” 2019-03-01, 尹家鹏又在《科普时报》发文， “ 视觉错觉：人类大脑是如何被自己欺骗的？ ” 。两篇文章标题相同，内容有些不同，主要观点是一致的。［ 1 ， 2 ］在网络上也有不少类似文章［ 3-6 ］，笔者对此做一些讨论。什么是 “ 视觉错觉 ” ？人们的视感官获得的视觉与图片中的物理参数不匹配的现象称作 ” 视觉错觉 ” ［ 1 ］。产生这种现象有很多种，对其原因分析也多种多样。如今给出的错觉图形，五花八门，形式各样，图片中的物体都是三维的，而图片是两维的平面图，这两者就不匹配。两维的图片，能给出三维的图形吗？一间平房可以在一张纸上画出，但线条的长度，不能反应平房的实际尺度，所以建筑图纸都不是一张平面图，对房子内外，要用多张图纸，才能表示清楚。我们每一个人，上小学、中学和大学，都有图形的知识，小学数学中，有图形识别。在中学有平面几何和立体几何，在大学要学制图。这不同层次的图形知识，是我们日常生活中，经常用到的。然而在这些视觉错觉图形中，有些是比较复杂的，通常是表示三维物体的一幅平面图形。用这类图形，很难表示立体物体的实际尺度。平面图像有黑白和彩色，也有黑白和彩色混合的图形，这三类图形会出现什么问题？这是视觉错觉讨论的问题之一。一幅复杂的视频图像，不同的人观看会有不同的结果，这也是视觉错觉讨论的问题。 “视觉错觉”有哪些表现？由于上述问题，就引发了一些看法，可归纳如下： 1）每年在佛罗里达召开的视觉科学年会（ VSS ， Visual Science Society ）上，都会评出当年最出色的十大视觉错觉。这些视觉错觉图形是怎么形成的？ 2 ）你不要相信你的眼睛，不能相信你看到的一切。 3 ）眼见为实，眼见不一定为实。 4 ）棋盘格上亮度错觉。 5 ）水彩错觉。 6 ）旋转之蛇错觉。 7 ） Pinna 旋转运动错觉。 8 ）几何视错觉。 9 ） “ 透视错觉 ” 10 ）人类大脑是如何被自己欺骗的？ “相由心生”还是“像由脑生”？相由心生还是像由脑生？这是讨论视觉错觉的最基本问题，可是要回答这个问题，是异常复杂的，在国内外对这个问题是有争议的，它涉及到很多因素，例如人的眼睛的构造，光学特性和机理，光信号是怎样变成为电信号？人与人之间其眼睛有那些差异？人的意识是怎么产生的？人的视觉的反馈通道在哪里？视觉错觉的确切定义是什么？人的眼睛的宏观与微观怎么统一？如此等等。笔者在新近发表的一书中有详细讨论。［ 7 ］ “相由心生”的百度百科词条中［ 8 ］，唯物主义观点认为：人的眼睛就是一部光学仪器，我们所能看到的圆的、方的、扁的、高的、矮的、黑的、白的、红的东西都是光线经过我们的眼睛变焦投射到视网膜上成像，这个像刺激视觉细胞产生脑电波再传导到大脑皮层，于是我们 “ 觉 ” 到了像。也就是说，我们 “ 看 ” 到的 “ 像 ” 不是眼外之物本身，而是 “ 觉 ” 到的由 “ 心 ” 所间接生成的像（只是这个过程时间非常短暂，我们觉察不到），而在一般概念中，又把这些 “ 像 ” 称为 “ 相 ” ，所以才有 “ 相由心生 ” 之说。《金刚经》为什么说： “ 凡所有相，皆是虚妄 ” 呢？因为从 “ 相由心生 ” 的角度看，相本质上不过都是些 “ 脑电波 ” 而已。怎么证明这些都是脑电波呢？多学科专家认为脑电波，是细胞的生物振子同步的效应。［ 9 ］要讨论 “相由心生”，这相来自哪里？首先是来自眼睛，眼视周围物体，又必须有光。郭光灿院士发文：光究竟是什么？在文中提出一个问题： 3 米以远能看见一缕烛光吗？上了年纪的人都知道这个问题，是不成问题的问题，不用说 3 米就是 30 米也能看见烛光。郭先生从自已从事的光学专业提出此问题，因为烛光光强可测量，而光强随离光源距离增加是衰减的。这是开普勒和麦克斯韦理论所指出的，按此理论计算离烛光 3 米远时，肉眼见不到烛光。难道西方名家说的错了吗？自然科学研究的结论不适用吗？郭先生换了一个角度，从人眼找答案。一支烛光人眼可见，近处可见烛、烛芯、烛光及火焰，还有气味。到远处可见烛光，却不见烛和火及焰，也看不见烛芯。这 “相”在变，如果远至 1 公里外，还有烛光吗？这相由实变成虚妄。如果我们用脑区来解释这些现象，是解释不通的。总之， “相由心生”与“像由脑生”是東西方文化和科学探索的不同之处，这是探索小宇宙不同的思维模式，我们要创新必须走自己的路。人眼机理的科学属性与 “视觉错觉”的关联人眼机理的科学属性可以从以下几方面讨论： 1 ）人眼机理的科学属性的局限性； 2 ）人眼机理的科学属性的统一性； 3 ）人眼机理的科学属性的复杂系统性； 4 ）人眼机理的科学属性的多学科交叉融合。对上述几种属性的认识是近些年来国内外科学家研究的热点： 1 ）人眼机理的科学属性的局限性公元前 1324 至 1266 年，在河南安阳出土甲骨文中，载有 “贞王弗疾目”、“大目不丧明”、“其丧明”等，表明当时已将视觉感官用“目”命名。眼病称“疾目”。眼失明称“丧明”。 “盲”分成两种 : • 春秋时期，《书经》载有 “瞽奏鼓”。 • 《诗经》载有 “矇眸奏公”。据《毛传》解释：“有眸子而无见曰“矇”，无眸子曰“瞍””。在《辞海》中指出：是出自《诗经》。这表明当时已将“盲”分成两种，眼球完好的“盲”称作朦；眼球塌陷的“盲”称作瞍。几千年来，人眼的科学探索仍将眼晴分家，眼球与视网膜分离，前者为宏观，后者为微观，两者不在同一层面。其间有 1mm 间隙，无人研究，是名符其实的研究盲区。如果在宏覌层面， 1mm 是间隙。在微观层面就是一个很大区域。有些专家学者明知科学有局限性，却忽略。以为微观研究才是科学先进的标志。甚至认为中国无科学，无科学土壤。 2 ）人眼机理的科学属性的统一性在人眼探索中，出现宏覌层面与微观层面背离，要不要统一？同在一个小宇宙应该统一。 1854 年，科学家麦克斯韦还是年青时代，就开始研究人眼和动物眼睛，发表了 “鱼眼透镜”的论文，提岀了 “ 变折射率 ” 的概念。麦克斯韦还想弄清动物眼的色感之谜。如今在百度网和道客巴巴网文庫中，搜索与眼相关的论述，都认为人眼是宏观成像装置，人眼的屈光系统被看成是 “照相机” 。在中国百科网，有专家编写的词条，把眼睛看成光学仪器。在生物学未探明视网膜结构之前，都是以宏观光学视角给出的成像原理。而微观电磁学是因为无需求，无学者关注的原因，使很多人不知道新的学科 --- 微小光学已经诞生了。显微技术的出現和不断发展，电子学由小型化到微型化和纳米化。电子电路由分立元件变为集成电路，又发展为大規模集成和芯片化。生物学发现细胞，发现视网膜上有两种視细胞等微观结构。而光学从赫兹发明光电效应后，爱因斯坦提出光量子概念来解释光电效应，把宏覌光学推向微观层面，直到激光器等出現，光学迈入了微覌光学。有的专家称作微小光学、微光学。微小光学的出现将眼球从宏观推向微观。 1974 年，我国龚袒同教授提出变折射率概念。变折射率介质的折射率不是常数，而是按一定规律变化的。因此，变折射率介质是一种非均匀介质，也有人称为梯度折射率介质（ GRIN ）或渐变折射率介质。微小光学专家认为人眼是成像装置，与过去传统解读不同的是，这里的成像多了变折射率透镜的引入，改变了原先双凸透镜成像的解读。微小光学专家介入这项研究，不一定了解视网膜结构，在这里变成多学科汇集点，也是难点。视网膜上视细胞尺寸是微米尺度，细胞间距是纳米尺度，工作波长也是纳米尺度，使问题复杂化。 1944 年， R.K.Luneburg 对麦克斯韦 “鱼眼透镜”作了进一步研究，提出了一种折射率分布对某点呈球对称的折射率分布模型。此后在中国的一些专著中有论述，笔者早年就注意到“龙伯”透镜天线。天线前輩清华大学前系主任扬弃疾教授就曾撰文讨论 “鱼眼透镜”。中国百科网有他写的词条。在天线专著中有专门介绍：钟顺时编，的 “ 天线理论与技术 ” 书中，有一节 “变折射率透镜天线”。人眼玻璃体是球形，微小光学称为 “水晶体”，是变折射率透镜。生物学和医学中对眼球论述有水晶体，不是指玻璃体。其实眼球与 R.K.Luneburg 龙伯透镜有关联。刘德森和郎贤礼等，在研究梯度折射率（ GRIN ）透镜像差基础上，提出了两种改善梯度折射率（ GRIN ）透镜像差的工艺。在天线领域，对这类透镜天线，沿用 1854 年，麦克斯韦“鱼眼透镜” (MFE) 这一名称，即 “ Maxwell Fish-Eye Lens ”。目前研制热点集中在半球形状，有的饋源置于球心处，研究者通过改进人工电磁材料性能，来提高“鱼眼透镜”天线的性能。不仅如此，人眼眼球的转动形成视扫描，其生物学解读是眼外肌，这是宏观层面与视网膜和视神经钎维的微观层面不匹配的又一表现。这是自然科学研究的局限性的具体表现。 3 ）人眼机理的科学属性的复杂系统性和多学科交叉融合以上叙述中可以看出：微小光学和天线等多学科对变折射率介质透镜的研究，并将其与人眼眼球的关联，既改变了眼球的光学属性，也将眼球从宏观变为微观，还将眼球与视网膜构成新的系统。既可以排除人眼成像是倒像，还可以解释色感成因、人眼视距、扫视、跟踪、定位、识別、分辨等多功能属性。必须指出：这些研究进展展示了人眼的复杂和系统性。没有理由再认为人眼是照相机。也不能解读为，将影像打散成数以百万计的小片段，内含诸如颜色、线条、形状、深浅和动作等数据，再通过许多协同合作的神经途径重新组合影像。将眼球看成是一部全自动聚焦成像图像采集系统，是不确切的，它不是数码相机。这些研究也展示了多学科交叉融合的特点。是多学科研究促进了人眼研究的统一和深化。人的眼睛是照相机吗？曾记得上个世纪 50 年代末，笔者上中学物理课时，课夲用照相机的原理解读人的眼睛的屈光机理。如今在百度网，眼科专家对人眼结构的论述，仍然把人的眼睛看成照相机。中科院脑神经研究所专家仍然将人眼看成为照相机。上海新视界眼科医院近视专科手术专家李海燕博士详解眼球结构，他把眼睛的结构比作照相机。把眼睛的结构比作照相机光首先进入眼球的透明角膜。角膜上皮层有十分敏感的感觉神经末梢。瞳孔好像照相机的光圈。晶状体好像照相机的全自动变焦镜头，位于瞳孔虹膜后面，呈双凸透镜。视网膜好像照相机的胶卷，起感光功能。感光最敏锐的那部分，称为黄斑。感光的细胞主要是视锥细胞和视杆细胞。视锥细胞主要负责明亮视觉和色觉，视杆细胞主要负责阴暗视觉。脉络膜 - 是照相机的暗箱。主要由血管组成。物像是在视网膜上形成的，而视觉是在大脑皮层的视觉中枢产生的。在百度百科网页上搜索 “眼球成像”词条的另一种解读为：人类的眼睛所成的像，是实像还是虚像呢？人眼的结构相当于一个凸透镜，那么外界物体在视网膜上所成的像，一定是实像。根据上面的经验规律，视网膜上的物像似乎应该是倒立的。我们看见的任何物像是正立的。当物体与透镜的距离小于焦距时，是虚像。人眼不是照相机的理由上述解读人眼构造和机理的问题是： • 光是人眼視物的前提，没有光源，人眼不可能成像； • 用几何光学法分析人眼屈光部分，需要进行必要的修正； • 視网膜不是相机底片，如果是相机的说法成立，黑白或彩色相机是有底片的，数码相机是没有底片的。因此把人眼看成是相机是有问题的；另外黑白和彩色是不同的，这也说明人眼是相机的说法是有问题的； • 原来的相机是模拟信号，现在的相机是数字信号，而人眼的信息到底是什么信号？现在并没有证明是哪一种！ • 人眼是相机的说法得到的图像是倒像，而我们实际看到的不是倒像； • 人眼可以扫描、跟踪、定位、识别、分辨，这几种功能照相机是无法做到的； • 人眼是相机的说法既包含了宏观层面，也包含了微观层面，这之间缺少链接； • 人眼的眼球与视网膜之间，有一毫米的间隙，在微观层面，它是一个很大的区域，是研究盲区，这是将眼球与视网膜分离，也是宏观与微观的不统一，它是多学科的交汇点； • 人眼的色感机理至今不明，如果把人眼的感官细胞看成为矢量，就能够解释色感机理； • 按生物学观点，人眼的信号是将光信号变成电信号。却不认为光信号是交变电磁场，电信号只有离子通道的电流，没有磁流，没有场的信号 ; • 晶状体就相当于一个可变焦距的凸透镜，视网膜相当于可以接像的光屏。这种说法不能成立，至今没有证明视网膜上有图像，也没有证明晶状体是怎样调焦距的？ • 生物学家饶毅和 , 寿天德教授都不认为人眼是相机； • 人眼眼球聚焦是因为有凸透镜的说法受到质疑，已经证明人的眼球是水晶体，是变折射率的球形透镜，不是凸透镜，光在其内不是直线传播，而是曲线；　 • 有机构认为，视觉系统是目前为止研究得最为广泛，最为深入的感觉系统之一。又有机构认为，他们发现了新型视细胞，并呼吁重新审视视感系统； • 中国百科网和中国医学百科网词条 “視覚”，明确指出反馈通道至今不明； • 人的视觉感官是一个复杂的生物系统。不能只用神经元摡念及其映射神经网络，通过计算机求解出信息关系； • 相由心生不是像由脑生。综上所述，人眼的构造和工作机理存在着争议，也存在着诸多疑问，这是视觉错觉的原因所在。 “视觉错觉”的其他因素视觉错觉的图片和图片的分析，除上述因素外，还涉及到下列因素： • 下面这张图展示的错觉。在具有轻微差别的灰色阴影处，相互靠近的地方，就看不清楚这是个台阶。明亮的区域，能明显的感觉到是有台阶的。其原因是，人眼的感光细胞有两种，一种是锥细胞，一种是杆状细胞，前者是在明亮的区域工作，后者这是在阴暗的区域工作，这是形成上述现象的原因。 • • 上面的图案，如果把车轴的图案放在两条水平线后，线条即使是直的，但看上去就像弯曲的。这张图片想表示三维图形，显然是不够的，车轴的图案是否放在两条水平线后？难以判定，产生直线弯曲的感觉，是由于视觉的转换，人眼看见黑的中心体，在转换到长的直线，感光细胞是先由杆状细胞工作，再转化为锥形细胞工作，这一转换造成的误差。 • ‘色盲’怎么解释？有人认为，是由于视网膜上缺乏相应的感光色素细胞而出现。这种解释并不正确，因为锥形感光细胞有三种不同尺寸，当它们矢量相加时，按照色度学原理，就会形成一种颜色，如果锥形感光细胞有问题，它就不可能形成彩色。 ‘色弱’既包含了色彩，又包含了光的强度，光的强度与感光细胞的合成有关，也与神经纤维的故障有关。 • 错觉图形都是人们通过精心构思设计出来的，在自然界中几乎很少存在这样的图案，遇到这样的图形会用它固有的方式去理解，就会出现类似 ‘理解偏差’的现象。如果你站在高楼的前面，看每层的间距是不同的，实际上是相同的，这个差异是怎么形成的呢？难道是我们的眼睛错觉吗？其实不是。我们观察点到高楼的间距是不变的，变化的是斜距和视角变了，按照三角函数关系，自上而下的看，每层间距是由小到大，这才符合三角函数的关系。否则就不对了。如果楼层高度看上去相等，就意味着三角函数关系是错误的，显然是不可能的。如果看一个楼层高度和宽度，由近到远，你会发现每个窗户的宽度由大到小，这个方向的变化比较大，窗户高度的变化比较小，这同样是由于三角函数的关系。不是因为视觉错觉。 • 当你站在高架桥上，看停在十字路口的汽车，你会发现由近到远，轿车是由大变小，这也不是视觉错觉，因为我们的眼睛看远处的物体，都比近处类似物体要小，距离越远相差越大。总之视觉错觉的现象，与光的特性、人眼的构造、不同的物质、图形的表示方法、人的眼睛工作机理等诸多因素有关，是需要认真分析，不能认为是大脑骗了自己。眼见为实，眼见不为实都同时存在，这不是眼睛本身错了。参考文献［ 1 ］尹家鹏，视觉错觉：人类大脑是如何被自己欺骗的？来源 : 中科院脑神经研究所， 20 17-01-10 。［ 2 ］ “ 视觉错觉：人类大脑是如何被自己欺骗的？ ” 来源：《科普时报》， 2019-03-01. ［ 3 ］胖哥娱乐说，是什么欺骗了我们的眼睛？这些神奇的视觉错觉欺骗了我们的大脑， 2018-08-11 . http://dy.163.com/v2/article/detail/DOU63K1M05370NXC.html ［ 4 ］【科普】我们的大脑是怎么欺骗自己的？来源： warfalcon , 2017-05-13 21:47 https://www.sohu.com/a/140377085_614807?p=sina 。［ 5 ］ itwriter ，眼睛看到的错觉：简单视觉假象骗过我们的大脑，来自 : 新浪科技 2015-09-02 。 https://news.cnblogs.com/n/528328/ 。［ 6 ］独品一鸣 , 大脑是如何把你 ”欺骗“的，很多东西都是大脑精心构建的错觉，来自：大风号， 2018-08-06 。 http://wemedia.ifeng.com/72423583/wemedia.shtml 。［ 7 ］都世民， “多学科论眼“，中国知网 CNKI 大诚编客， 2019-02. http://z.bianke.cnki.net/info/2035310 ［ 8 ］相由心生，来源：百度百科词条。 https://baike.baidu.com/item/%E7%9B%B8%E7%94%B1%E5%BF%83%E7%94%9F/4437171?fr=aladdin 钟顺时编， “ 天线理论与技术 ” ，電子工业出版社， 2011 年， p439 。［ 9 ］斯蒂芬 · 斯托加茨 , “同步”，翻译：张羿，四川人民出版社出版， 2018 年 4 月。［ 10 ］郭光灿，光究竟是什么？来源：《科学世界》， 2017 年第 9 期。［ 11 ］眼球成像，来源：百度百科词条。［ 12 ］饶毅谈色，逸心茶舍文章来源，新浪微博， 2015-04-02 . 2015-04-02 。 http://www.360doc.com/content/15/0402/17/506102_460116759.shtml 寿天德，视觉信息处理的脑机制，（ Brain Mechanisms of Visual fnformation Processing ），当代科学技术基础理论与前沿问题研究丛书，中国科学技术大学出版社。 1997 年 12 月第 1 版 2010 年 1 年 10 月第 2 版。刘德森．变折射率透镜的研究和发展现状，物理， 1989 ， 1 7(3) ： 145 。刘德森等著，微小光学与微透镜阵列， —北京：科学出版社， 2013 ， 2013 年 4 月第 1 版。大脑怎么 “ 看见 ” 世界的 —— 视觉系统知多少，来源：三青三青《健康》 2016-06-28 ，摘自中科院之声，作者系中国科学院上海生命科学研究院神经科学研究所研究人员。李秈霓， “ 深海 “ 暗光鱼 ” 眼部发现新型视细胞 ”，来源：《联合早报》， 2017 年 11 月 12 日 http://www.zaobao.com/realtime/world/story20171112-810412 “ 深海鱼眼部发现新型视细胞昏暗条件下视觉良好 ”。来源：《科技日投》， 2017-11-13 。楊雄里， “视觉” ，来源：中国百科词条。钟顺时编， “ 天线理论与技术 ” ，電子工业出版社， 2011 年， p439 。

个人分类: 小宇宙探索|4072 次阅读|1 个评论

揭开人眼神秘的面纱（4）-----人眼有天线吗？

dsm9393 2017-7-5 15:42

揭开人眼神秘的面纱（ 4） Uncover the mystery of the human eye （ 4 ） -----人眼有天线吗？都世民（ Du Shimin) 生物医学需要天线人眼有无天线是一个新问题。这个问题需求突出，表现在以下方面： 1 ）早在 1831 年，医用植入物的无线充电，迈克尔·法拉第就发现了磁与电之间的相互联系和转化关系。只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就会产生感应电流。电磁感应无线输电就是在发送端和接收端各有一个线圈，初级线圈上通交流电，在其周边会形成一个交变的磁场，在次级线圈中会产生一定的感应电流，电能可以隔着很多非金属材料进行传输，从而将能量从传输端转移到接收端。这种无线充电是非接触式感应充电，也就是电感耦合，由供电设备（充电器）将能量传送至用电的装置，该装置使用接收到的能量对电池充电，并同时供其本身运作之用。应当指出的是，目前帕金森微创手术是在丘脑植入电极，其芯片和电池远离电极，安放在胸前。充电方式就是电磁感应式，尽管医学上称充电器上有天线，实际上这里无天线。 2 ）纳米机器人进入人体早有报道，例如血管中的“清道夫”，实际上现在临床未见应用。这类纳米机器人是“吃电”的，电从哪里来，从细胞里解决不了，需要无线充电，至今没有天线，也就不能解决纳米机器人供电难题！如果纳米机器人数量很多就是个大问题，供电能源是很大难题。 3 ）曾经有研究人员提出中场无线充电。目前尚未在实际中应用。纳米机器人送入人体，有＂清道夫＂，也有＂送药＂，这就需要无线充电。 4)2017-03-06 ，参考消息网刋文： “ 外媒：机器人成痴呆患者好帮手能聊天，也能紧急呼救 ”，机器人 “马里奥” 要帮助痴呆患者。帮助痴呆患者的心智保持活跃，避免孤独感。开发者希望在一个较深层次上同人类接触， “马里奥”装有一个传感器。它可以用这个传感器找到失踪的个人物品，如电视遥控器、钥匙和眼镜。它还能在需要的时候发出紧急呼救。“马里奥” 机器人需要与痴呆患者互相沟通，需要天线。 5) 全球科研人员中，不是没有人想到电磁检测与探索小宇宙的关联。探索小宇宙，如何使检测手段能实时、无创伤进行。实际上大小宇宙都是在不断变化，非实时检测的信息是不完整信息。 6 ）远程脑机接口需要天线 2017 年 03 月 01 日，《环球科学》刋文：“ 通过脑机接口意念打字，速度已达实用水平 ”。新系统利用植入大脑皮层的电极读取人的想法，从而让人通过意念打字。用脑机接口（ BCI ）帮助残疾人恢复机能，研究人员努力了几十年，但时至今日，尚未见到有广泛应用的设备面世。研究人员在参与者的大脑表面植入一个或两个小电极矩阵（六分之一英寸），这种 “皮层内”植入物包含 96 个微电极，深入到控制手臂运动的皮层运动区 1.5 毫米。神经信号在被电极记录后，通过导线传递给电脑，由计算机算法解码后读出受试者的意图，用以控制电脑光标的运动。目前，这项技术最大的缺陷是患者头上外露的导线，既累赘又危险。 “将来要把它做成无线的，”目前还做不到。不难看出：研究人员想解决脑机接口问题，但目前还是解决不了，只能用有线互连，希望改用无线互连，这就必须解决 “天线”难题！谁曾提出人眼里有天线？ 1. 大脑有独立的 GPS 卫星导航系统 2014 年，诺贝尔生理医学奖得主英国伦敦学院大学的 John O'Keefe 教授和挪威科技大学的 May-Britt 和 Edvard Moser 夫妇。他们发现在大脑海马区内存在位置细胞，在外嗅皮层存在网格细胞。他们把这些细胞关联在一起，看成卫星导航 GPS 系统。其实他们对大脑网格细胞感受信息的具体方式不清楚，尤其是如何感受速度和角度运动信息。后来，他们又发现速度细胞，并认为速度细胞可能是网格细胞和位置细胞获得信息的源头。达特茅斯学院 Jeffrey Taube 教授认为，发现能感受运动速度的神经细胞是意外。这些发现并不能说明大脑有独立的 GPS 卫星导航系统。他们的动物试验结果不仅不能说明动物大脑有独立的 GPS 卫星导航系统，而且现有解释也存在问题。要想 GPS 系统说法成立必须证明： 1. 小宇宙内有无线传输； 2. 有天线存在； 3. 小宇宙的深度能与大宇宙的太空和地面相比拟； 4. 小宇宙内有太阳能和其它能源供电； 5. 有网络构成星上链接等。虽然诺贝尔生理医学奖得主没有直接说出人脑内有天线，实际上认为人脑内有天线。 2. 黑视素 “光天线”新概念 2015 年 5 月 12 日，科技日报报道：“ 光基因学新工具有望治疗感光受体退化性眼病患者 ”。该文属生物探索类。报道的是瑞士和德国科学家研究团队对小鼠视觉进行的实验研究。文中提岀黑视素 “光天线”新概念。黑视素的 “光天线”能抵抗褪色，无论光照射的频率多高，强度多大，嵌合蛋白的反应力度也不会减弱。这段文字的叙述可以理解为：小鼠眼里有黑视素，它具有光天线功能。不是指植入装置的微型探针。研究者设计出作为门控的光激活蛋白，让特殊信号进入特殊细胞。保留目标细胞的自然信号路径，只是修改它，让它能被光打开，而不需要前面神经元释放的神经递质。研究人员制作出一种嵌合感光蛋白，看成黑视素（视网膜感光色素）的 “光天线” 。黑视素的 “光天线”能抵抗褪色，无论光照射的频率多高，强度多大，嵌合蛋白的反应力度也不会减弱。能保证高度的光敏性和快速的“正常”响应性。还可能被免疫系统“放行”。 3. 细胞如何协作《环球科学》， 2016 年 4 月号，刊文：细胞如何协作，这是西班牙生物学家在分析数量巨大的神经细胞协同动作时，是什么机制运行？他们认为是依靠无线传输，细胞中有天线。尽管这不是生物学界主流研究机构的观点，但提出的问题令人深思！人脑有千亿细胞，视网膜上有 1-1.3 亿个视细胞。这些视细胞协同动作时，如果单凭离子通道，人眼功能无法实现。这其中应该有无线传输机理。视网膜是多学科交叉地，也是多层面链接地。生物学不管视网膜外面的眼球，光学和天线学科不了解视网膜里面，这中间链接断裂，导致许多问题无法解释。 4. 人眼球是水晶体 1974 年，我国知名科学家龚袒同教授就提出＂变折射率＂概念。变折射率介质的折射率不是常数，而是按一定规律变化的。因此，变折射率介质是一种非均匀介质，也有人称为梯度折射率介质或渐变折射率介质。 2013 年 4 月，科学出版社出版了刘德森等著，＂微小光学与微透镜阵列＂，该书详细介绍了新的分支学科微小光学的研究内容及进展。值得关注的是： 1）利用微小光学已有的理论和加工技术，搞清楚人眼水晶体的变折射率类型； 2）仿制人眼水晶体并进行相关试验验证。现有的变折射率透镜是采用聚合物加工，与人眼材料属性不相吻合，需要研究人眼晶体材料属性和生物特征； 3）进行成像特性研究； 4）微小光学专家认为人眼是成像装置，与过去传统解读不同的是，这里的成像多了变折射率透镜的引入。 5. 人眼是变折射率透镜天线我国天线专家钟顺时编著的＂天线理论与技术＂，电子工业出版社出版。作者指出人眼是变折射率透镜天线。最常用的是龙伯透镜，可作宽角扫描。龙伯透镜把位于球面处的点源辐射变换为在源的径向对边的平面波。利用这一功能，沿表面移动馈源可有效地把波束扫描到任意所需方向。实际馈源需置于球面外某一距离处。因该作者不了解视网膜里面结构，不可能解释眼球与视网膜里面结构的关系，在微观与宏观链接处终止。人眼是什么天线？作为从事一辈子研究天线的业内人士在思考上述诸多问题时，惊奇的发现人眼是有天线。从人眼功能机理考虑，人眼如果是成像装置，不能解释以下难題： 1）早先看成黑白相机，后来又变成彩色相机、单反相机、傻瓜相机、摄像机。无论那一种都不能解释人眼功能； 2）去年科学世界刊文，对人眼微观结构作了详细介绍，明确指出人眼色感之谜未解； 3）人眼視觉距离巨大差异，央视挑战不可能播放的内蒙一对夫妇可看清 1 公里处景物，为什么绝大多数人不行？ 4 ）人眼視觉分辨率相差甚远，央视挑战不可能播放的一位男士可从百支点燃的蜡烛中找到目标蜡烛，他是从火焰的亮度、形状、烛芯特点、蜡烛燃烧后状态等观察其差别。 5 ）人眼扫描、跟踪、定位和识别功能，用生物医学概念和光学成像概念都无法解释； 6 ）人眼是成像装置，认为人像是倒像。又说是大脑纠正为正像，谁能说清楚是怎么纠正的！若将人眼看成是天线，到底是什么类型天线？这个世界有无这类天线？ 1）人眼是球形透镜与超大型阵列电扫天线。就频带宽度而言，是超宽带； 2）球形透镜是眼球构造决定。它属于变折射率球形透镜类型。关于这方面研究可从微小光学和天线学科著作中找到类似形式。 3）近些年来，通信频段朝高端发展，已进入毫米波段，为了实现宽角扫描，球形透镜天线成为优选天线。国内外天线著作多有研究；现有研制的天线与人眼区别是：尺寸大一倍；球形透镜不转动；饋源沿球面移动；饋源数量少；饋源型式大都是微带天线。 4）人眼是变折射率球形透镜，饋源分两种： —种是圆錐形；另—种是圆柱形。前者是三种规格，是实现人眼色感所必须。两种形状是实现人眼明暗视觉所必须。视錐细胞是超宽带单錐天线。 5）人眼视细胞饋源是无线传输，是不移动的。 6）人眼球形透镜是转动的，这是与现在天线学科研制的天线的最大区别。这种转动，在所有电子设备中均未见过。说也奇怪， 50 多年前，见过一位同学眼球不转动，午睡时眼晴不闭，原因不明。这种情况罕见。 7）人眼视网膜里面是视细胞连接网络，是形成色感的和差接头。也是形成电扫描的控制电路。 8）人眼视网膜上的视细胞是透明的，这个世界上有无透明的导电薄膜，回答是肯定的。汽车车窗上就有透明天线。視细胞是什么材料属性的导电薄膜，有待光学材料专家给出答案！这篇文章只揭示人眼是球形透镜与超大型阵列电扫天线的奧秘。（未完待续）

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揭开人眼神秘的面纱（3）---人眼是照相机吗？

热度 2 dsm9393 2017-6-10 21:12

揭开人眼神秘的面纱（ 3） Uncover the mystery of the human eye （ 3 ）都世民（ Du Shimin) 人眼是照相机吗？曾记得上个世纪 50 年代末，上中学物理课时，课夲把人的眼睛和照相机的原理看成相似。如下是在百度网上搜索的解读，可以找到眼科专家对人眼结构的论述，仍然把人的眼睛看成照相机。上海新视界眼科医院近视专科手术专家李海燕博士详解眼球结构（图片 — 介绍）他是从眼睛的疾病和治疗方法，来阐述眼睛的结构。他把眼睛的结构比作照相机。图一 · 把眼睛的结构比作照相机人眼成像原理的这种教授法不知讲了多少年！这类教科书是用了好多年。延续到现在。如果把眼球比作照相机。光首先进入眼球的透明角膜。它占眼球表面积的 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。角膜组织分 5 层：上皮层、前弹力层、基质层、后弹力层、内皮细胞层。角膜上皮层有十分敏感的感觉神经末梢。瞳孔好像照相机的光圈。晶状体好像照相机的全自动变焦镜头，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。视网膜好像照相机的胶卷，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，感光的细胞主要是视锥细胞和视杆细胞。视锥细胞主要负责明亮视觉和色觉，视杆细胞主要负责阴暗视觉。脉络膜 - 是照相机的暗箱。主要由血管组成，因此还兼有营养眼球的责任。物像是在视网膜上形成的，而视觉是在大脑皮层的视觉中枢产生的。视觉的形成过程大致是：外界物体反射来的光线，依次经过角膜、瞳孔、晶状体和玻璃体，并经过晶状体等的折射，最终落在视网膜上，形成一个物像。视网膜上有对光线敏感的细胞。这些细胞将图像信息通过视神经传给大脑的一定区域，人就产生了视觉。视觉的形成过程可表示为下图图二 ·人眼机理的框图以上对人眼结构和机理的解释，已经考虑到微观层面，已经将视觉感官系统与大脑神经相联系，这种解释有没有问题呢？下面来讨论这些问题。人眼看成相机有什么问题呢？ 1 ）在上个世纪 50 年代，见到的照相机都是黑白的，后来有了彩色照相机，如今是数码相机。相机变化了，原来有底片，现在没有底片。人的眼睛还是原来样子，没有变化。我们没有理由不怀疑这种说法的不正确！ 2 ）从图三可以看出，成像后的像与原来的像是倒着的，其实我们看见的物体不是倒像，说明这种解释方法是有问题！图三 ·人的眼睛比做照相机的示意图 3 ）人的眼睛可以看见各种颜色，用相机是解释不了的。 4 ）人的眼睛可以扫描、跟踪、定位、分辨和识别。照相机没有这种功能。如上所述，人的眼睛看成照相机有问题。人眼产生的信号是什么类型？是模拟信号还是数字信号？过去的相机是模拟信号，胶片显像；如今数码相机是数字信号，无需胶片。按生物学观点，人眼的信号是将光信号变成电信号。却不承认光信号是交变电磁场，电信号只有离子通道的电流，没有磁流，没有场的信号。早年相机是黑白，后来是彩色。如今是数码彩色摄像和照像合一的相机，无胶卷底片。不存在哪种相机。不管是单反，卡片，家用便携相机或其他相机，能决定它是否接近人眼的。不存在卡片机比单反机，单反机比卡片机哪个更接近人眼的关系。另外相机原理解读的构造，得到的是缩小的倒像，而且与色感无关。不能不怀疑这种解释有问题。其实人眼的结构非常复杂，我们很难以传统相机的模式来解读。图四 · 人的眼睛的各部分结构的侧视图微小光学破解人眼之谜从时空变化看， 2500 年前佛学、道学、中医对眼睛都有论述。而现代科技则是近 100 多年的事。无论那个学科，都是将光与眼紧密联系在一起。 1854 年，麦克斯韦还是年青时代，就开始研究人眼和动物眼睛，发表了鱼眼透镜的论文，提岀了变折射率的概念。麦克斯韦想弄清动物眼的色感之谜。奇怪的是近代医学、生物学和物理学等学科，在论述眼睛结构和工作机理时，都不涉及电磁理论的论述，都认为眼是宏观成像装置。在生物学未探明视网膜结构之前，都是以宏观光学视角给出的成像原理。而微观电磁学是因为无需求，无学者关注的原因，使很多人不知道新的学科 --- 微小光学已经诞生了。另外，也是因为现代科技专业越分越细，越来越多，各自都有自己权威和门户，巳形成社会共识。一旦垮学科，有些权威发表的言论就有问题了，说了就不算数了。一百年前，麦克斯韦电磁理论不可能涉及微观和纳观层面的应用研究，即使生物学家中有人想到要用麦克斯韦电磁理论，受专业限制无能为力。即便微小光学已经诞生，他们不一定了解和相信。什么是微小光学？光学的发展可以分成宏观光学、微小光学和纳米光学三个发展阶段。这是从制作工艺和光学元件尺度来界定。微小光学是微米尺度范畴内的光学。它研究的是微米尺度光学元件的光学微加工工艺，以及光信息在这类光学元件中的传播、变换、成像的物理机理和应用的前沿学科。微小光学的产生是受科学技术信息化和智能化的推动，它的发展反过来又大大促进科学技术信息化和智能化的发展。微小光学是研究微米、亚微米尺度内光与物质的相互作用和光学元件（包括光源、光纤、波导、折射和衍射型微透镜、微棱镜等）的光学微加工技术，以及利用该元件实现光信息的发射、耦合、传输、变换、分光、成像和图像处理等功能的理论和技术，是光学的新发展、光学与微电子和微机械相互融合、渗透、交叉形成重要前沿学科。在 20 世纪中叶，人们把研究微弱光信号的增强、显示、变换的学科称为 “ 微光学 ” 或 “ 微光夜视 ” 。因此，该领域不能称为 “ 微光学 ” ，而称为 “ 微小光学 ” 。微小光学的具体研究内容是：（ 1 ）折射型微透镜及阵列。主要包括各种微米尺度 ( 几微米至 1mm) 的折射型微透镜及透镜阵列、微反射镜、微棱镜、波导光栅等。（ 2 ）衍射光学元件。它是利用光衍射效应的复合成像理论，通过光学微加工技术制作的表面微结构，形成具有高衍射效率的光学元件。（ 3 ）光学微加工工艺。它是制作微米尺度光学元件的光学加工技术和方法。主要有微光刻、离子束刻蚀、微图形产生激光束直写、光刻热熔和光刻离子交换等。（ 4 ）微小光学元件性能的测试技术。（ 5 ）微小光学功能材料。制作微小光学元件的基底材料，晶片和光电元件混合集成的基底材料，包括特种玻璃、有机硅、半导体材料、特种聚合物、光波导材料和封装材料等。（ 6 ）微小光学元件的二维和三维集成技术。主要是微小光学系统的结构设计理论和集成技术，微小光学元件的耦合、对准、传输、变换技术集成器件的装配封装技术，这是微小光学元件本身的集成技术。人眼的水晶体是典型的变折射率介质 1974 年，我国龚袒同教授提出变折射率概念。变折射率介质的折射率不是常数，而是按一定规律变化的。因此，变折射率介质是一种非均匀介质，也有人称为祶度折射率介质或渐变折射率介质。在自然界中，变折射率介质是普遍存在的。例如，人眼的水晶体和地球的大气层就是一种典型的变折射率介质。天文折射也是很早就被人们观察到的变折射率问题。早在公元 100 年就对它进行了研究。此外，人们熟知的 “ 海市蜃楼 ” 奇景，也是由于大气层折射率的局部变化，对地面景色产生折射，出现的一种奇特现象。很多人不知道这是变折射率介质引起的。微小光学专家在他们专著＂微小光学与微透镜阵列＂中明确指出：人眼的水晶体是一种典型的变折射率介质。并指出微小光学应与生物学交叉结合。该如何结合呢？ 1 利用微小光学已有的理论和加工技术，搞清楚人眼水晶体的变折射率类型； 2 仿制人眼水晶体并进行相关试验验证。现有的变折射率透镜是采用聚合物加工，与人眼材料属性不相吻合，需要研究人眼晶体材料属性和生物特征； 3 进行成像特性研究； 4 微小光学专家认为人眼是成像装置，与过去传统解读不同的是，这里的成像多了变折射率透镜的引入。 5 如果这项工作完成，能否验证人眼色感功能和人眼的搜索、跟踪、识别功能。 6 微小光学专家介入这项研究，不一定了解视网膜结构，在这里变成多学科汇集点，也是难点。其上视细胞尺寸是微米尺度，细胞间距是纳米尺度，工作波长也是纳米尺度，使问题复杂化。微小光学揭示岀什么问题？眼睛的研究由来已久，几千年来经历细化和深化过程。微小光学的介入揭示了以下问题： 1）微小光学将小宇宙中信息量最大的视觉感官系统，由宏观 2 厘米的眼球碎化为微米量级。将玻璃体看成水晶体，利用麦克斯韦电磁理论把水晶体视为变折射率透镜。 2）验证了《金刚经》指出：＂三千大千世界。碎为微尘。＂ 3）揭示了视觉感官系统多层面链接，包括宏观到微观。这当中沒有映射的神经回路。依据的是伟大麦克斯韦电磁理论。 4 ）突破了传统知识框架：把人的眼睛看成照相机是有问题的。人的眼睛不能用照相机解读！ 5 ）人的视觉感官是一个复杂的生物系统。不能用神经元摡念，通过计算机求解出其信息关系。 6 ）微小光学的介入，玻璃体看成水晶体，视为变折射率透镜。天线专家明确指出人眼中有变折射率透镜天线。能否用天线概念解读人眼可以扫描、跟踪、定位、分辨和识别的功能机理。下面将继续讨论人的眼睛是否有天线？（待续）

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微小光学与微观电磁学论眼

热度 1 dsm9393 2016-8-12 22:30

微小光学与微观电磁学论眼 Microoptics micro theory of electromagnetism reveal the mystery of eye ----- - 多学科交叉揭示眼之谜（ 2 ）都世民（ Du Shimin) 摘要：本文从微小光学学科和微观电磁学視角探讨视感系统之谜。这两个学科都是基于电磁理论 , 研究眼的结构和工作机理，这与医学、生物学给出的眼的解读是不同的。引言多学科交叉揭示视感之谜，从时间看， 2500 年前佛学、道学、中医都有论述。而现代科技则是近 100 多年的事。无论那个学科，都是将光与眼紧密联系在一起。 1854 年，麦克斯韦还是年青时代，就开始研究人眼和动物眼睛，发表了鱼眼透镜的论文，提岀了变折射率的概念。麦克斯韦想弄清动物眼的色感之谜。奇怪的是近代医学、生物学和物理学等学科在论述眼结构和工作机理时，都不涉及微小光学和微观电磁学研究的相关内容。而麦克斯韦先生也没有给出人眼的色感机理，更没有弄清人眼的搜索、跟踪和识别的工作机理。如今在百度网和道客巴巴网文庫中搜索与眼相关的论述，都认为眼是宏观成像装置。在生物学未探明视网膜结构之前，都是以宏观光学视角给出的成像原理。而微观电磁性是因为无需求，无学者关注的原因，使很多人不知道新的学科 --- 微小光学已经诞生了。微小光学 1 ）从制作工艺和光学元件尺度来看光学的发展，光学可以分成宏观光学、微小光学和纳米光学三个发展阶段。 2 ）微小光学是微米尺度范畴内的光学。它研究的是微米尺度光学元件的光学微加工工艺及光信息在这类光学元件中传播、变换、成像的物理机理和应用的前沿学科。微小光学的产生是受科学技术信息化和智能化的推动，微小光学的发展反过来又大大促进科学技术信息化和智能化的发展。 3）微小光学是重要前沿学科微小光学是研究微米、亚微米尺度内光与物质的相互作用和光学元件（包括光源、光纤、波导、折射和衍射型微透镜、微棱镜等）的光学微加工技术及利用该元件实现光信息的发射、耦合、传输、变换、分光、成像和图像处理等功能的理论和技术，是光学的新发展、光学与微电子和微机械相互融合、渗透、交叉形成的有广阔应用前景的重要前沿学科。在 20 世纪中叶，人们把研究微弱光信号的增强、显示、变换的学科称为“微光学”或“微光夜视”。因此，该领域不能称为“微光学”，而称为“微小光学”。 4 ）微小光学的研究具体内容 (1) 折射型微透镜及阵列主要包括各种微米尺度 ( 几微米至 1mm) 的折射型微透镜及透镜阵列、微反射镜、微棱镜、波导光栅等。 (2) ) 衍射光学元件它是利用光衍射效应的复合成像理论，通过光学微加工技术制作的表面微结构，形成具有高衍射效率的光学元件。 (3) ) 光学微加工工艺是制作微米尺度光学元件的光学加工技术和方法，主要有微光刻、离子束刻蚀、微图形产生激光束直写、光刻热熔和光刻离子交换等。 (4) 微小光学元件主要有光学性能的测试技术。 (5) ) 微小光学功能材料。制作微小光学元件的基底材料，晶片和光电元件混合集成的基底材料，包括特种玻璃、有机硅、半导体材料、特种聚合物、光波导材料和封装材料等。 (6) ) 微小光学元件的二维和三维集成技术主要是微小光学系统的结构设计理论和集成技术，微小光学元件的耦合、对准、传输、变换技术集成器件的装配封装技术，这是微小光学元件本身的集成技术。主要是微小光学系统的结构设计理论和集成技术，微小光学元件的耦合、对准、传输、变换技术及集成器件的装配封装技术，这是微小光学元件本身的集成技术。在此基础上，进一步再实现微小光学元件与微机械元件、微电子元件的集成，构成微光机电一体化的微系统。微小光学与眼的关联 1974 年，我国龚袒同教授提出变折射率概念。变折射率介质的折射率不是常数，而是按一定规律变化的。因此，变折射率介质是一种非均匀介质，也有人称为祶度折射率介质或渐变折射率介质。常见的变折射率介质有 3. 类：第一类是轴向变折射率介质，其折射率沿光轴方向连续变化，等折射率面是与光轴垂直的平面；第二类是径向变折射率介质，其折射率从光轴到周边沿横向连续变化，等折射率面是围绕光轴的同心圆柱面，在特定条件下），如果折射率随横向距离的变化满足抛物线规律，这种变折射率介质就是自聚焦 (selfoc) 介质；第三类是球向变折射率介质，其折射率分布是以某一定点为中心 , 沿径向连续变化，其等折射率面是以这一定点为中心的同心球面。在自然界中，变折射率介质是普遍存在的。例如，人眼的水晶体和地球的大气层就是一种典型的变折射率介质。天文折射就是这样一个很早就被人们观察到的变折射率问题。对它的研究，早在公元 100 年就开始了。此外，人们熟知的“海市蜃楼”奇景，也是由于大气层折射率的局部变化，对地面景色产生折射，出现的一种奇特现象。微小光学专家明确指出：人眼的水晶体是一种典型的变折射率介质。并指出微小光学应与生物学交叉结合。该如何结合呢？ 1）利用微小光学已有的理论和加工技术，搞清楚人眼水晶体的变折射率类型； 2）仿制人眼水晶体并进行相关试验验证。现有的变折射率透镜是采用聚合物加工，与人眼材料属性不相吻合，需要研究人眼晶体材料属性和生物特征； 3）进行成像特性研究； 4）微小光学专家认为人眼是成像装置，与过去传统解读不同的是，这里的成像多了变折射率透镜的引入。 5）如果这项工作完成，能否验证人眼色感功能和人眼的搜索、跟踪、识别功能。 6）微小光学专家介入这项研究，不一定了解视网膜结构，在这里变成多学科汇集点，也是难点。其上视细胞尺寸是微米尺度，细胞间距是纳米尺度，工作波长也是纳米尺度，使问题复杂化。尺度效应带来的特殊问题目前，将微小光学元件与微电子、微机械元件组合成真正意义上的微光机电系统 (micro-opto-electro-mechanical-system ， MOEMS ）还有很大困难。其原因主要是，人们对微观条件下 MOEMS 器件的运动规律、物理特性和受载之下的力学行为还缺乏充分认识。 MOEMS 元件及其间隔的尺寸处于微米量级，表现出显著的尺度效应。在微米尺度空间，许多宏观状态下的物理量都发生变化，呈现出微观尺度下的特殊规律和尺寸效应。所谓尺度效应指的是，当物体的尺寸 L 改变时，不少物理量随 L 变化的现象。当系统尺寸减少到微米量级时，与尺寸 L 的高次方成比例的惯性力 (L4 次方 ) 、电磁力 (L3 次方 ) 等的作用弱化，而与尺寸的低次方成比例的黏性力 (L 平方 ) 、弹性力 (L 平方 ) 、表面张力 (L1 次方 ) 、静电力 (L 零次方 ) 等的作用相对强化。同时，表面积 (L 平方 ) 与体积 (L3 次方 ) 的比例增大，热传导、化学反应显著加快，表面摩擦力也明显增加。从光学尺度效应来说，当光学元件尺寸只有几微米，元件的尺寸与光波长同数量级，光在光学元件孔径上发生衍射，并对光学元件的性能产生明显影响，最明显的影响是透镜孔径的衍射将使焦点变模糊。对人眼而言，情况更复杂。工作波长是纳米级，视细胞是微米级，视细胞间距是纳米级，视细胞内部结构又是纳米级。单纯靠微小光学已无法解决人眼问题，涉及到纳米光学。不难看出在眼的研究中，如果对視网膜不细化其结构，微小光学就可以解决上述问题。但考虑视网膜上有上亿的视细胞和视色素等生物特征，再考虑到电磁理论作用于微观、纳观层面的不同影响，分析计算工作和仿制变得异常困难。因为现有电磁理论的著作和期刋难见到这方面研究。这些工作等待我们去开发。参考文献刘德森等著，微小光学与微透镜阵列，—北京：科学出版社， 2013 ， 2013 年 4 月第一版。 Sinzingers,Jahn,J. Microoptics. 2nd ed,d. Weinheim:Wiley-Vch,2003.

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