眼鏡發明以前,人們的生活方式和職業壽命受到視力的嚴重制約。例如獵人的遠視力比近視力更重要,而從事精細加工的手工業者、經驗豐富的賬房會計或是常年閱讀的抄書人,通常會在40多歲後因為老花眼而被迫退出這個行業。
回顧曆史,相當長一段時間内,制作眼鏡鏡片的材質就是玻璃,在科學水平不高,衆多高科技材料未曾出現的時代,玻璃一直是人類對抗視力問題的最重要武器。
01、先有老花鏡後有近視鏡考古學家曾在亞述文明遺址,發現了制造于公元前750年至前710年的水晶鏡片,研究者推測這個鏡片是被當作放大鏡使用,這是目前世界上發現的最早鏡片。水晶是一種天然晶體,主要成分是二氧化矽,純淨的水晶石二氧化矽含量可以達到99.99%。水晶的硬度為摩氏7度以上,不易加工,也不能吸收紫外線和紅外線,再加上導熱性強于玻璃,所以水晶鏡片置于眼睛前方會感覺到涼爽,但不能起到保護眼睛的作用。
羅馬人很早就知道圓形玻璃容器裝水可以起到凸透鏡的作用,矯正視力老花,不過他們誤認為這是水在發揮作用。古羅馬作家塞涅卡(Lucius Annaeus Seneca,4年—65年)用裝滿水的玻璃容器閱讀。
古羅馬作家老普林尼(Pliny the Elder)提到過,暴君尼祿會透過手持的鏡片,觀看角鬥場上的情況,不過沒有說明鏡片的用意。這是一個單鏡片,材質是翡翠,使用者隻能閉上一隻眼睛,用另一隻眼睛通過鏡片遠眺。研究者認為,皇帝可能患有弱視,把翡翠置于眼前是為了避免日光對眼睛的刺激。翡翠稀有,綠色的鏡片也會影響清晰度。這種眼鏡還不能稱之為真正的眼鏡。
1268年,英國人羅格·貝肯發現将水晶的凸面靠近眼睛字母會顯得更大也更清楚,這是關于矯正視力的最早記錄,而真正的玻璃鏡片誕生于1286年的意大利。當時意大利的玻璃制造業十分繁榮,用玻璃制成凸透鏡用于閱讀,在地中海沿岸地區很流行,并随着貿易傳播到東方更遠的地區。
有文獻記載,威尼斯玻璃廠生産一種适于閱讀用的眼鏡,這種“眼鏡”類似今天放大鏡式樣,是有手柄的單鏡。威尼斯政府在1300年4月,還曾對眼鏡行業制訂了規章制度,當時的會議檔案資料中明文規定:禁止使用一般玻璃來代替材質優良的水晶石磨制眼鏡。歐洲最早的戴眼鏡人畫像出現在1352年意大利的一座教堂,主人公是該教堂連續40年任教的著名傳教士。畫中的這位老者佩戴着眼鏡書寫。
《聖切爾的休》,1352年,壁畫,繪于意大利特裡維索聖尼古拉斯教堂。
眼鏡發明後,研究者在實用性方面作了說明和推廣,但并沒有引起當時醫學界的重視,隻是作為商品擺在商店裡,由佩戴者自行選購。此時的眼鏡僅限于矯正老花眼,對近視問題仍然束手無策。
由于磨制凹透鏡的工藝更複雜,用于矯正近視的眼鏡,要推遲至15世紀中期才出現。1451年8月25日,意大利菲拉的阿爾杜伊諾·達·巴薩在寫給皮耶羅·迪·科西莫·德·美第奇的信中提到,他收到了4副眼鏡,其中3副是近視鏡。
《尼諾· 德· 格瓦拉紅衣主教肖像》,畫中人物佩戴的眼鏡用線繩挂于雙耳,形态與現代眼鏡已經很像了
從手持鏡到“蹬臉上鼻子”,從“睜一隻眼閉一隻眼”到雙眼視物,眼鏡的外形設計走過了幾條不同的路線。比方說,眼鏡片被裝進鐵制的圈裡,用一根軸把兩個圈連起來,用手舉在眼前,剛好對準兩隻眼睛,為了防止丢失,它又被鑲上鍊子,這種眼鏡的缺點是沒有解放雙手。相反,有和帽子為一個整體的,設計者将眼鏡挂在帽子上,想用眼鏡閱讀就得戴上帽子,相當之不便。人們又嘗試把眼鏡鑲進一根寬皮帶裡,皮帶的兩端可以系在腦後,很像一塊蒙眼的布條。約在1790年,英國人發明了一種單鏡片眼鏡,用眼窩周圍的肌肉力量來固定鏡片,平時挂上鍊子,塞進上衣口袋,似乎隻有高鼻深目者才能駕馭。
18世紀,鑲嵌在玳瑁手柄中的單片眼鏡,類似于今天的放大鏡
大約700年前,意大利的一位磨制放大鏡的匠人,率先使用了鉚合的方式加工鏡片。他給放大鏡裝上架框和一支短柄,用釘子把兩個短柄釘在一起,讓人們可以把它擱在鼻梁上,才有了現代眼鏡的最早形式。後來又有了挂在耳朵上的眼鏡,不過兩條腿是直的或者使用線繩,但已經與現代眼鏡外觀類似了。西班牙畫家埃爾·格列柯大約在1600年畫了一幅戴眼鏡的紅衣大主教肖像畫,眼鏡用線繩作耳挂套在耳朵上,除耳挂外,其外形與現在的眼鏡無異。
這種設計在舒适度和方便性上取得了平衡,因此成為眼鏡造型的主流。此後在眼鏡的設計上,人們從最開始追求的方便,逐漸進化為追求精巧、美觀、裝飾性強以及輕盈。笨拙的鏡架逐漸輕便,眼鏡架除了原有的骨制、銅制、鐵制之外,又有了皮制、金制和銀制。随着塑料、合金等新材料的應用,使用塑料框架和金屬框架已經成為眼鏡的主流。
02、紫禁城眼鏡愛好者對于視力衰退的困擾和對眼鏡的需求,古今中外同理。在東方,關于眼鏡的史料記載并不少見。據考古發現與文獻可知,在西洋眼鏡傳入之前,我國已經有了防護眼鏡、單片鏡和西域傳入的老花鏡,眼鏡在我國的應用已有近千年的曆史。1981年,江蘇邗江甘泉二号漢墓廣陵王劉荊墓中出土了一枚金圈嵌水晶石放大鏡,該鏡直徑為1.3厘米,鑲嵌在用黃金精制的聯珠花紋金圈中,可以放大物體4至5倍,這說明我國早在東漢初期就能加工磨制水晶石凸透鏡片了。
金圈嵌水晶放大鏡,直徑1.3厘米,重 2.3克,鏡片可以使物體放大4至5倍,我國東漢時就掌握了磨制凸透鏡的技術
清代學者趙翼所著的《陔餘叢考》中記載:宋時有一位叫史沆的獄官,看卷宗時會取十幾種水晶放在旁邊,閱讀時他就把水晶舉起來放在眼面以增強這些文字的清晰度。可見,我國南宋時期已經有了用于幫助閱讀的凸透鏡片。
玻璃材質的眼鏡在明代宣德年間傳入中國,明代人曾形容當時的眼鏡大小如兩個銅錢,“色絕似雲母,而質甚薄”。眼鏡用金絲當輪廓鑲嵌在一起,兩個鏡片“合則為一,歧則為二”(形狀類似剪刀)。眼鏡的大小可以放在中等匣子裡。老年人眼花看不清小字時,把此物打開,放在眼睛前方,或是用絹帶綁在腦後,字立刻就變大了。
明代流入中國的這種老花鏡有的來自西域,是用良馬交換得來的,也有的來自海上貿易。16世紀初,葡萄牙殖民者把眼鏡帶到東南亞,又傳入中國。當時,眼鏡,确切地說是老花鏡通常作為稀罕物件由皇帝拿來賞賜給老臣。隻有身份地位不凡、有财力人脈的上層階級才能搞到。
到了清代,眼鏡實現了本土化生産,磨制鏡片的視覺原理已經被中國人掌握。光緒年間舉人徐珂就總結過眼鏡的原理和用途:“用凹面鏡,以補眼内水晶體之凸隆過度;用凸面鏡以補水晶體之過薄,而增其凸度,得明實目前細微之物,是為遠視鏡,大抵老人所用,又稱為老花鏡;用平面鏡,以防塵埃、避光線,是為平光鏡。”“我國所制皆為水晶為之,有色者,淺之為茶晶,深之為墨晶。自外國之托力克片輸入,用水晶者遂少。”因為中國的玻璃生産一直不溫不火,明清時期廣東工匠們仿制進口貨制作的眼鏡,用的都是水晶石替代玻璃,成本太高,價格也居高不下,清人陳康褀說:“今水晶眼鏡興于國初,彌貴于珠玉。”
據清宮造辦處檔案的記載,清代宮廷的眼鏡主要來自西洋人的進獻,以及王公大臣、粵海官員的進貢,内務府也會到北京的古玩市場上購買;對于皇帝有特殊要求的眼鏡,則交由造辦處自己制作。
清代宮廷眼鏡,雙鏡片,耳挂為線繩。雍正皇帝的眼鏡主要來自西洋人的進獻,以及王公大臣、粵海官員的進貢
雍正七年(1729),太監張玉柱呈給皇帝一副西洋人制作的眼鏡,雍正帝把眼鏡退回去并下旨讓造辦處比照自己常戴的一副眼鏡重新修改,特意注明:盒子裡寫西洋文的紙條要改成漢字再呈上來。太監領了旨,拿着紙條去讓郎世甯翻譯了一下,寫的是“七十歲”。這副西洋眼鏡被換成玳瑁圈加皮盒留用。
當時内務府采購和造辦處磨制的鏡片,會在檔案中特意标一個“歲數”以及皇帝對眼鏡的具體要求。專家推測,這個“歲數”當然不是雍正當時的年齡,而應該是代指老花鏡的度數。例如“照三十歲上用眼鏡做幾副,俱做大樣一些”,“雍正五年六月初一日,員外郎滿毗傳做備用,賞用五十、六十、七十歲玻璃眼鏡,每樣五副”,這些标明歲數的老花鏡,一部分是皇帝自用,另一部分是皇帝賞賜給大臣的。
雍正是位不折不扣的眼鏡迷,宮中無論采購還是自制眼鏡數量都非常龐大,多數時間一下單就是十副。每一副眼鏡有不同的功用和适用時辰,有老花鏡,也有近視鏡,此外子時、醜時、寅時、卯時、辰時、巳時、申時、亥時各一副,後來午時、未時、酉時、戌時也各加做一副。這還不夠,此後卯時和子時又添做一些,光是與時辰有關的眼鏡最後就湊夠了24副。皇帝對眼鏡的要求也很嚴格,造辦處做的眼鏡度數不明确或是不合規格的,一律打回重新“收拾”。
雍正朝時,西洋進獻眼鏡一次就不下百副,都是玻璃鏡片,而清宮内務府到古玩市場采購的眼鏡大多是中國自制,鏡片是水晶。宮中仿制的西洋眼鏡也都使用玻璃材質,再加上有中國特色的吉祥裝飾。因為皇帝需求特别大,内務府一般都會提前把後幾年的眼鏡都做出來,放在庫房裡存着,皇帝一旦需要,立刻奉上。
醉心工科知識的康熙是否戴眼鏡并沒有确鑿記載,但他經常賞賜臣下眼鏡。而寫詩如寫日記的乾隆皇帝留下的海量詩作中,有專門寫給眼鏡的,他在詩中說,眼鏡“或以水晶成,或以玻璃制,玻璃雲害眼,水晶則無害。水晶貴艱得,玻璃賤易緻”。不過乾隆帝并不是眼鏡愛好者,即使年逾七十古稀之年,眼睛老花閱讀困難時,也不願意依靠眼鏡,大概是從心底裡不服老。
清代宮廷收集的這些眼鏡,很多流散不見,隻有百副留存,大小不一、樣式靈巧、做工精良,有平光鏡、近視鏡和老花鏡,以老花鏡最多。宮藏自制的水晶眼鏡,鏡架有黃銅的、玳瑁和象牙柄等,此外還有一副金絲鏡架玻璃鏡片的眼鏡,上面刻有14k的含量标志,是為末代皇帝溥儀專門定制的。
1921年,溥儀患上嚴重的近視,在莊士敦以及當時在華的外籍眼科醫生的建議與要求下,溥儀配上了眼鏡。起初端康太妃強烈反對,她說皇上正當春秋鼎盛,怎麼就像老頭一樣戴上“光子”(眼鏡)。可見當時的清宮裡所見,以老花鏡居多,近視鏡較少。溥儀視力水平為近視425度,散光75度,配的幾副眼鏡均為當時流行款式,包括圓形深茶色克羅克斯鏡片,金屬折角鏡框,此後他的大多數照片中,都是佩戴眼鏡的。
03、最早的玻璃隐形眼鏡隐形眼鏡最早的概念來自列奧納多·達·芬奇。一次他把頭伸進盛滿水的半球形玻璃缸,睜開眼睛向外看時,突然發現原本看不清的物體變得清晰了。他為這一奇特的現象設計了一幅草圖,雖然沒有轉化為最終成果,但這一理論最終被應用在隐形眼鏡領域。
在達·芬奇的啟發下,大家大開腦洞,産生了許多瘋狂的想法:有人提出将充滿水的軟管直接對在眼球表面,相當于眼珠上突出兩根水柱,但這樣沒法眨眼,根本行不通;也有人要把軟管固定在眼皮之下,并在其中填充動物膠質,這方法依然吓人。
直到1888年,德國的眼科醫生阿道夫·菲克(Adolf Eugene Fick),用普通吹制玻璃制打磨了一副略大于角膜的角鞏型鏡片。這種鏡片最初是為了讓長有圓錐形角膜的病人角膜變得平坦,以恢複視力,并沒有提升視力的效果。醫生在兔子身上實驗成功後,又在自己身上進行了實驗。
幾乎是在同一時期,另一位德國醫生奧古斯特·穆勒在1889年發表的論文裡記述了自己研制的隐形眼鏡,這副眼鏡同樣是玻璃材質。穆勒按照自己的眼睛尺寸量身定制,但是嵌入半小時後實在受不了劇痛宣告失敗,不過佩戴時确實改善了他的近視。
此後,很多人鑽研如何改善隐形眼鏡的舒适度,他們面臨了兩大難題:其一是鏡片過大,無法與眼球完全貼合。這種玻璃隐形眼鏡幾乎覆蓋了人的整個兒眼白,對于敏感的人類眼睛來說,是塞進了一個巨大而厚重的異物,自然很不舒服;其二是玻璃材質并不透氣,對于需要呼吸的眼睛來說不能長期佩戴,“如果眼球缺少氧氣,那麼眼角膜就會慢慢膨脹。”正是因為這些在當時看來無解的難題,玻璃隐形眼鏡在全世界的試戴人數不超過500人,其中佩戴忍耐時間最長的也隻有4小時。
1945年制造的硬性有機玻璃隐形眼鏡。它的直徑更大,覆蓋整個兒眼白。
1948年,美國人凱文·托赫(Kevin Tuohy)發現,其實隐形眼鏡不需要覆蓋整個眼白,進一步減小了鏡片的尺寸,這樣不僅增加了舒适度,也減小了佩戴時眼鏡滑出的幾率。不久後,一種被稱為有機玻璃的新型合成材料問世,為隐形眼鏡的完善創造了機會。托赫使用這種材料制造了更小、邊緣更光滑的隐形眼鏡,新型小鏡片僅僅覆蓋角膜,厚度也較薄,使用者可以佩戴一整天。這在隐形眼鏡曆史上具有革命性的意義,但這種眼鏡使用久了還是會對角膜産生磨損,邊緣不夠貼合,常常發生滑落。
1961年,捷克斯洛伐克的高分子化學家奧托·威特勒(Otto Wichterle)研制了聚甲基丙烯酸羟乙酯,并用它制成隐形眼鏡,與此前的硬型隐形眼鏡相比,這種材料的隐形眼鏡柔軟、易貼合、有一定的透氣性,被稱為軟型隐形眼鏡。1971年,美國博士倫公司軟鏡的專利技術獲得美國FDA銷售許可,其隐形眼鏡行銷全球。
樹脂材料的發明讓玻璃在框架眼鏡領域幾乎銷聲匿迹,而隐形眼鏡一個多世紀的發展史,使用的材料曆經玻璃、硬式合成材料、硬式高透氧材料、軟式水凝膠材料和軟式矽水凝膠等數次更替,相信随着材料科學的進步,未來佩戴隐形眼鏡會更加安全舒适。人類的視力問題,也許和玻璃之間的瓜葛會越來越少,但玻璃帶領研發者們一步步走到今天,使我們更舒适清晰地看清這個世界,作為開路先鋒,它功不可沒。
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