眼镜换个角度看问题是创新思维的一个重要特点。在探讨矫正近远视的眼镜时，通常是从改变会聚能力的角度去分析——相对于眼球的前后径而言，近视眼看远
处物体时会聚能力过强，致使像落在了视网膜的前方，故需用凹透镜来矫正；远视眼看近处物体时会聚能力太弱，致使像落在了视网膜的后方，故需
用凸透镜来矫正。从成像的角度看，戴上眼镜后，人眼所看的并不是实际的物体，而是物体通过镜片所成的像。眼镜能矫正近远视，是因为它们能将
像成在人眼能看清的范围内。人眼是通过看清像来看清“物体”的。如凹透镜之所以能校正近视，是因为人眼所看到的是物体通过凹透镜所成的正立
、缩小的虚像，这一虚像到人眼的距离比物体到人眼的距离小。这样，近视眼镜也就将远处的物体“拉近”了，近到眼睛能看清的距离，眼睛也就看
清了。物距一定时，近视眼镜的度数越高，物体就被“拉得越近”，如100度的近视眼镜（注：严格地讲是-100度的眼镜）将无穷远处的物体
“移至”眼前1米处，而500度的近视眼镜则将无穷远处的物体“移至”眼前0.2米处。需注意的是，虽然物体通过近视眼镜所成的像比实际物
体要小（不仅要小，而且缩小的倍数非常大——物体越远，近视眼镜的度数越高，缩小的倍数就越大），但像对眼睛的视角与物体对眼睛的视角却相
等（相对于物体和像到眼球的距离而言，镜片到眼球的距离可以忽略），故戴上眼镜并不会影响人们对物体大小的判断。虽然大小可用视角来解释，
但人眼对距离等的判断，却很难单从光学成像的角度去理解。笔者猜测，戴上眼镜后人眼之所以还能大致正确地“看出”物体的位置，关键是因为“
看出”不是人眼的功能，而是大脑皮层加工处理的结果。大脑皮层的加工处理的原材料不仅是成在视网膜上的像，而且还有储存在大脑中的各种各样
的信息。这一点也许可以通过研究初生婴儿的视觉来检证。没有对位置判断的这种加工处理，绘画、电影、电视等在二维平面表现三维立体的艺术也
就不复存在。同理，凸透镜之所以能校正远视，是因为物体在凸透镜一倍焦距之内时所成正立、放大的虚像到透镜的距离比物体到透镜的距离要大。
这样，远视眼镜也就将近处的物体“移到”了远处。在物距（注：要比一倍焦距小）一定时，远视眼镜的度数越高，就能将物体移动得越远，如10
0度的远视眼镜能将眼前0.2米处的物体“移至”眼前0.25米处，500度的远视眼镜则将眼前0.2米处的物体“移至”无穷远处。移到远
视眼能看清的距离，眼睛也就看清“物体”了。下面再来看看泳镜。因为光在角膜中传播的速度与光在水中传播的速度差不多，所以光从水中进入角
膜时几乎不发生偏折。这也就导致一个视力正常的人，不戴泳镜在水下什么也看不清的（注：在人眼视物折射成像的过程中，光从空气进入角膜时发
生的偏折起主要的聚光作用，晶状体仅作微调之用）。要在水下看清物体，视力正常的人就需戴泳镜。需注意的是，视力正常的人戴的泳镜镜片是平
玻璃片，而不是他们扮酷时所戴的墨镜。视力正常的人所戴墨镜的镜片是厚薄均匀的球面镜片。当厚薄均匀的球面镜片的两侧都是空气时，两球面对
光的会聚和发散能力刚好相消，镜片对光也就无会聚和发散作用；若镜片的一个球面与水接触，另一个球面与空气相接，它对光就有会聚或发散作用
了。若视力正常人所戴泳镜的镜片为厚薄均匀的球面，因两球面所对应的球心均处于空气之中的眼睛一侧，镜面是向水一侧凸出的，由两折射面的半
径相同和水、玻璃、空气三者折射率间的关系即可导出水与玻璃间球面的会聚能力小于玻璃与空气间球面的发散能力。这样，此眼镜在水中就相当于
一近视眼镜。由眼镜的曲率和水、玻璃与空气的折射率，不难导出其“度数”。这也是眼睛近视的人所戴泳镜的度数，要比其近视度数低50到10
0度的原因。需补充说明的一点是，视力正常的人即使戴上平玻璃镜片，他在水中所看到的世界与美人鱼所看到的世界也是略有不同的。这一方面是
由于平面折射成像非严格成像（从不同的角度看水下的同一物体，其视位置不同），另一方面也是由于像距与物距之间的差异造成的。由水的折射率
约为空气的1.33倍和折射成像规律可推出，平玻璃镜片正前方的物体经两次折射成的像到镜片的距离约为物体到镜片的距离的1.33分之一。
这一距离的变化也就导致了处在正前方的小物体看起来要比实际的大一点。反过来，视力正常的美人鱼上岸所戴的“泳镜”，会将平玻璃镜片正前方
的物体经两次折射成的像到镜片的距离约为物体到镜片的距离的1.33倍。从折射成像的角度看，很多动物不戴“眼镜”却能水陆“两栖”，应当不会是因为它们的眼睛能水陆“通吃”，而是因为相对于人类而言，它们有某些“特异功能”。 |
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