沙泉
赫爾曼·馮·亥姆霍茲是德國(guó)柯尼斯堡大學(xué)的一位醫(yī)學(xué)教授,雖然一直從事醫(yī)學(xué)工作,但他真正愛好的是物理學(xué)。
1850年的一天,亥姆霍茲準(zhǔn)備給學(xué)生講解眼睛的生理學(xué)。在課前查找資料時(shí),他被一張照片吸引了:一只貓蜷縮在黑夜里,雙眼爍爍放光。
此時(shí),一個(gè)問題立即閃現(xiàn)在亥姆霍茲的腦海:在黑夜中,貓的眼睛有時(shí)候能像夜明珠一樣亮,這是怎么回事?難道貓的眼睛構(gòu)造有什么與眾不同的地方,能自行發(fā)光嗎?
帶著這個(gè)疑問,亥姆霍茲開始探索,并查閱了大量資料。后來,熟悉物理學(xué)的他偶然間從一位學(xué)者的文章里發(fā)現(xiàn)了一個(gè)有趣的物理現(xiàn)象:眼睛是不能發(fā)射光線的,但是在某種特殊情況下,眼球底部會(huì)收集進(jìn)入眼睛的光線,并從瞳孔反射出來,這樣就形成了眼睛“發(fā)光”的現(xiàn)象。這就很好地解釋了貓眼發(fā)光的秘密——貓眼的視網(wǎng)膜后面有一層反光膜。
這一發(fā)現(xiàn)讓亥姆霍茲興奮不已,他想,或許能利用自己現(xiàn)有的物理學(xué)知識(shí)和醫(yī)學(xué)知識(shí),發(fā)明一種眼科檢查儀器。從那位學(xué)者的文章里,他意識(shí)到這項(xiàng)嶄新的發(fā)明需要有三個(gè)組成部分:位于醫(yī)生和患者之間的光源、反射系統(tǒng)和放大系統(tǒng)。
亥姆霍茲在腦海中大致勾勒出了這種儀器的樣子:它應(yīng)該有圓筒一樣的手柄,上面安裝著光源和鏡片。醫(yī)生在給病人檢查時(shí),可以手握著它,通過鏡片清晰地查看病人的眼底。
亥姆霍茲依據(jù)自己的想法,首先精心繪制了一幅眼底鏡的結(jié)構(gòu)圖,再著手進(jìn)行制作。那么,該用什么當(dāng)眼底鏡的制作材料呢?經(jīng)過再三思考,他選擇了用紙板做主體材料,因?yàn)榧埌灞阌诮M裝和操作,且不笨重。玻璃片的反射效果最好,可以用來做眼底鏡的反射系統(tǒng),而放大系統(tǒng)自然要選用放大鏡了。
說干就干,亥姆霍茲用高硬度的紙板做成了一個(gè)適合手握的紙筒,并將光源、玻璃片和放大鏡的鏡片,按照一定的角度固定安裝在紙筒的不同位置上。這樣,一個(gè)簡(jiǎn)易的眼底鏡就做好了。
當(dāng)亥姆霍茲興高采烈地用自己的新發(fā)明觀察助手的眼底時(shí),卻被潑了冷水——無法完全看清助手眼底最細(xì)微的血管。他馬上意識(shí)到兩個(gè)問題:一是放大鏡放大的倍數(shù)不夠;二是放大鏡鏡片和玻璃片形成的角度有問題。他立即改用了高倍的放大鏡,并嘗試調(diào)整玻璃片和放大鏡鏡片的安裝角度。
在多次改進(jìn)后,世界上第一臺(tái)眼底鏡終于誕生了。在眼底鏡的幫助下,患者的眼底被放大了20倍,亥姆霍茲可以清晰地看到患者眼底的血管和神經(jīng)。
1851年,亥姆霍茲正式向公眾宣布了自己的發(fā)明,眼底鏡開始大量投入使用。從此,眼科醫(yī)生們終于能跨越瞳孔組成的窄門,深入病人的眼底,大大提高了眼病治療的效果。