一个难题（中）

     “ 我们看见的物体，在视网膜上有影像吗？”

一、  观察视网膜

通常，当裂隙灯与专用放大透镜联合使用时，医生就能够观察位于眼后的视网膜。有的医生不使用裂隙灯。有时，医生会使用滴眼液来散大瞳孔。

    观察位于眼后的视网膜，只见到血管、神经、或病变现象，没有见到眼球成像的影像。

    这个问题，难就难在：视网膜上理论上是应该有影像的，但 事实上没有影像 !

    我在以下的叙述中，要说明为什么在活体视网膜上没有眼球成像。

二、  目前的认识

当今，人们认为的人感知视觉影像的过程是：光线经过角膜和晶状体的折射，进入眼球到达视网膜，由于位于光感受器前面的细胞几乎是透明的，不会影响光感受器接收光线。   

也就是说，眼睛像照相机镜头那样，将外界的光影像投射到视网膜上。按这样的理解，视网膜上应当有眼球成像【1】。

三、 基本事实

我们先要知道有以下的事实：

1、 光，具有波、粒两重性。

2、 光感受器细胞的外段(rodoutersegmeni, ROS)，是由一叠几十至几百个透明膜组成的【2】【3‘】，

3、 人眼有眼微颤（OMT）现象。 眼微颤，是一种小的非自愿眼动。眼动的平均值约为每秒 85 次。如果不让眼微颤，例如采用特殊的光学系统，使刺激图案光影投射“稳定“，则在几秒内，人感知的图案轮廓和颜色完全消退【4】。

五、  分析光感受器细胞外段的作用

    由于光感受器细胞的外段，是由一叠几十至几百个透明膜组成的，外段上，必然会出现“薄膜干涉” （ Thin-film interference ）：

  光束到达透明薄膜的上表面和下表面发生反射时，当光程差是二分之一波长的奇数倍时，反射光强度减弱，反射弱，而透射强；当光程差是二分之一波长的偶数倍时，反射光强度加强，反射强，而透射弱 。光程差根据膜的厚度确定。

以熔石英为例, 镀一层薄膜时,在波长为1500 nm时，其反射率可由未镀膜时的3.3%，提高到30%; 而镀七组薄膜时，在1360 nm～1660 nm范围内，其反射率可达99%以上。

据此可知，视锥上的几十片薄膜，只反射一种色彩；视杆上的成百片薄膜可反射很多波长的光线。

由多个相位差恒定的波，叠加组成复合波，称作光波的干涉（interferences）。

经透明薄膜 上表面 反射后得第一束光称为 入射光；经透明薄膜 下表面 反射、折射后得第二束光，称为 折射光。这两束光由同一射入的光产生，位于同一片透明薄膜的同一侧，俩光束 相位差恒定，反射时叠加在一起，是相干光，出现光波的干涉现象。

由于这些薄膜都互相平行，反射光也互相平行，没有形成聚焦，只有干涉波，没有形成光斑影像。

外段上的“薄膜干涉”，把物体光波上各点的位相、振幅和频率，转换成在空间上变化的强度，干涉纹间的反差和间隔，蕴含了物体光波的全部信息，

于是，影像光在薄膜上发生干涉后，转换成了干涉波的光强分布，而且光束相互平行，没有聚焦。这样，原先聚焦形成的光影像消失。使得在视网膜上，观察不到眼球成像。

光感受器细胞外段的这个生理结构，可以将光影像转化为光波。这个过程使光感受器细胞能接收光影像中各点的位相、振幅和频率。所以，人眼看到的光影像是全息的、立体的、远近分明、栩栩如生。

干涉波的实质是：有有限多的，分立的“光束”，是相干的，每一条“光束”足够细，光束之间是离散的、不连续的、可数的，离散的细光束发生叠加。

       这就是活体视网膜上没有有眼球成像的原因。

六、  现有的电子仿生眼

2020年5月20日，Nature发布了一项香港科技大学和UC伯克利的联合研究成果：采用仿生半球形视网膜结构的电子仿生眼EC-EYE【5】。

EC-EYE的外观和内部都和人眼高度相似，同样具有透镜（晶状体）、离子液（玻璃体）、感光阵列（视网膜）、导线（视神经）等关键结构。

EC-EYE的仿生视网膜光敏感度，在最低的光强度下，每个纳米传感器可以检测到86个光子，与人类的视网膜相当。且对可见光谱内所有频率的光都敏感。

仿生视网膜 接受光刺激后的19.2毫秒内作出响应，这比人眼视网膜中感光细胞 40-150毫秒的响应时间快得得多。

测试时，将光学图案字符’A’ 投射到EC-EYE上，仿生视网膜上就显示了被成像的字符’A’。

这个电子仿生眼，是按公认的人感知视觉影像过程设计的。实际情况是：在仿生视网膜上有眼球成像，而在人眼视网膜上没有眼球成像！

电子仿生眼不如人眼的是：光影像不是立体的、远近不分明。

这是由于人眼接受了光影像中的相位关系，而仿生眼没有。所以，人眼看到的光影像是全息的、立体的、远近分明。仿生眼不能。

      “视网膜上没有眼球成像”，是事实，却是不被公认的事实！

这，严重影响了我一篇论文的发表。这篇论文是以“视网膜上没有眼球成像”为事实依据的。

引用资料

【1】引自《百度图片-- 视网膜成像参数图片》：

 【2】引自 https://www.zhihu.com/question/497190785/answer/2212616468 ：

【3】仿自《百度图片--视网膜杆细胞和视网膜锥细胞》：

【4】 杨雄里：视觉的神经机制（Neural mechanisms of vision）。上海科学技术出版社，1996年10月，p.19.

【5】 https://www.nature.com/articles/s41586-020-2285-xwww.nature.com 

2022年1月5日