梅穎

上海新虹橋國際醫(yī)學(xué)園區(qū)美視美景眼科中心業(yè)務(wù)院長，副主任醫(yī)師。天津醫(yī)科大學(xué)早稻田眼鏡職業(yè)培訓(xùn)學(xué)校名譽校長。國際角膜塑形學(xué)會資深會員（FIAO）、國際角膜塑形學(xué)會亞洲分會資深(SIAOA)會員、美國視覺訓(xùn)練和發(fā)展學(xué)會（COVD）會員。眼視光英才計劃“明日之星”成員?！吨袊坨R科技雜志》專欄作者。《中職教接觸鏡驗配技術(shù)》副主編，《斜弱視和雙眼視處理技術(shù)》編者。專著《硬性角膜接觸鏡驗配案例圖解》《硬性角膜接觸鏡驗配跟我學(xué)》《視光醫(yī)生門診筆記》《硬性角膜接觸鏡驗配跟我學(xué) 第2版》。

小學(xué)的語文課本中曾寫道，中國長城是在太空中可以用肉眼看到的人類建筑，這是中國人一直都引以為豪的。2003年，當我國自主研制的“神舟”五號載人飛船發(fā)射成功，將中國第一名航天員成功送上太空，楊利偉在落地之后接受白巖松的現(xiàn)場采訪，白巖松的第一個問題就是：您在太空中看到我國的長城了嗎？楊利偉果斷地回答：“沒有看到！我們幾個航天員，在繞地球飛行的14圈中仔仔細細地看，但誰也沒找到長城?！币虼耍?004年小學(xué)語文四年級上冊《長城磚》的課文被人民教育出版社刪除了。難道真的從太空中無法看到長城嗎？

1 如何定義1.0的視力

視力，亦稱“視銳度”，就是外界物體兩端在眼內(nèi)結(jié)點處的夾角的倒數(shù)。視角的大小隨物體的大小和與眼的距離而改變，并決定著物體在視網(wǎng)膜上成像的大小。人眼能分辨的物體成像的視角越小，表示視力越好。

要分辨兩個相距很近的物體，必須在兩個受刺激的錐體細胞之間至少有一個靜止的細胞，才可將兩個刺激點區(qū)分開，所以視力檢查的最終目的是測定可以辨別的最小視角?，F(xiàn)測得錐體細胞的直徑約為5μm，以此計算在眼球結(jié)點處的夾角是1’，所以人眼以1’視角為最小視角，對應(yīng)小數(shù)視力1.0。

有關(guān)視力（視銳度）的定義，視光學(xué)教材《視光學(xué)理論和方法》一書中有詳細描述，如圖1：

圖1

2 看長城

下面來計算一下，如果按正視眼最小分辨視角是1’來計算，在距離地面300km（此距離才有條件達到有載人飛行器的外太空）的太空要看到長城，長城的寬度需達到多少米？（圖2）

2.1 長城的可視條件

簡化眼的光心或稱節(jié)點（nodal point）在晶狀體后，節(jié)點到角膜前表面的距離為5.73mm，到后主焦點的距離是17.05mm。

1 π=180°；1°= π/180=0.175弧度（rad）；

1’= °=π/180/60= 0.00029弧度（rad）；

tg1’=tan（π/180/60）=0.000291

Tanα= 5μm/ 17mm= 5×10-6m/ 1.7×10-2m=0.000294（與上述tg1’的值接近）

所以，α=1’。

所以理論上，人眼最小分辨率是1’，即1.0小數(shù)視力。假設(shè)長城的寬度最小是X米，才能被最小視角1’的人眼在300km的太空看到，那么：

X/3×105= 5×10-6/1.7×10-2（按對頂三角形等比例計算）

X= 3×105×5×10-6/1.7×10-2=88.2m

即長城至少需88.2m寬，才有可能在距地面300km外的太空看到，但是長城的寬度沒有88.2m。

2.2 能從太空看到長城的視力條件

如果長城的寬度最多只有10m，那需要多好的視力才能從距地面300km外的太空看到長城呢（圖3）？

圖3

假設(shè)最小視角α能在300km的太空看到10m寬的長城，則

10/ 3×105= Tanα（正切函數(shù)的計算公式）

Tanα=3.33×10-5

α= 3.33×10-5弧度=0.0019°=0.114’

1/0.114’=小數(shù)視力8.7

所以，小數(shù)視力只有達到8.7時，才有可能從太空中看到10m寬的長城，但這個視力是絕對不可能達到的。

3 總結(jié)

視力是人眼能分辨的最小視角的倒數(shù)。必須在兩個受刺激的錐體細胞之間至少夾著一個靜止的細胞，才可將兩個刺激點區(qū)分開，所以人眼的視力有極限。

日常檢查視力所用的E視力表，如果是中間一橫比較短的“E”（如圖4中左圖的“E”），1.0的E視標上下兩端對人眼形成的夾角其實是3’，而不是1’；如果是中間一橫與上下齊平的“E”（如圖1中的“E”），實際則是對兩個1’視角的缺口的判斷，所以看E視力表比較容易，但看E視力表有可能高估了視力（圖4）。

C視力表（landolt環(huán)），landolt視標是一個帶缺口的環(huán)，landolt環(huán)的缺口定義非常精確，環(huán)的缺口為1’視角，所以C視力表（landolt環(huán)）比較客觀。在E視力表查視力1.5的人如果查C視力表（landolt環(huán)）可能正好是1.0。因此，這就解釋了為什么我們計算人眼的視力理論極限是1.0，但是很多人視力可以在E視力表上矯正到1.2以上，甚至是2.0的視力。這樣就佐證了開始的疑問，在外太空人的肉眼是無法看到長城的。

圖4 E視標與C視標的設(shè)計差異