Глава V. Правда об аккомодации. Демонстрация в процессе изучения изображений, отражённых от хрусталика, роговицы, радужки и склеры
Выводы, полученные из опытов, описанных в предыдущей главе, были диаметрально противоположны тем, что получил Гельмгольц при изучении изображений, отражённых от передней поверхности хрусталика. Поэтому я решил повторить эксперименты немецкого исследователя и по возможности найти причину различия наших результатов.
Я посвятил этой работе четыре года и смог доказать, что Гельмгольц ошибся, выбрав неправильную технику проведения эксперимента: изображение, полученное его методом было настолько изменяющимся и неточным, что с его помощью можно было подтвердить практически любую теорию.
Я работал год или больше с техникой Гельмгольца, но мне не удалось получить изображение с передней поверхности хрусталика, которое было бы достаточно ясным или разборчивым, чтобы его можно было измерить или сфотографировать.
Используя огонь свечи в качестве источника света, чистое и ясное изображение можно было получить с роговицы; на задней поверхности хрусталика оно было достаточно ясным; но на передней поверхности оно было очень далеко от совершенства.
Оно было не только размытым, как констатировал сам Гельмгольц, но безо всякой на то причины оно очень сильно изменялось в размере и интенсивности. Порой вообще не удавалось получить никакого изображения, вне зависимости от того, под какими углами ни располагался бы свет по отношению к глазу исследуемого или исследователя.
Рисунок 15. Установка для фотографирования изображений, отражённых от глазного яблока.
СМ, вогнутое зеркало, в которое исследуемая может наблюдать изображения, отражённые от различных участков её глаз; С, конденсор; D, диафрагма; L, 1000-ваттная лампа; F, упор для лба; МР, перекладина, за которую держится исследуемая зубами для того, чтобы её голова оставалась неподвижной; Р, плоское зеркало, над которым расположена буква шрифта «диамант» и в которой отражается таблица Снеллена в двадцати футах, находящаяся позади исследуемого (зеркало чуть выше буквы Р); САМ, камера; Pr, периметр, используемый для измерения угла между светом и глазом; R, плоское зеркало, отражающее свет от 1000-ваттной лампы над глазом, без этого зеркала глаз будет в полной темноте за исключением той его части, от которой будет отражаться сильно конденсированное изображение нити накала; В, экран из голубого стекла, используемый для изменения света, отражённого от зеркала R. Когда исследуемая читала нижнюю строчку таблицы Снеллена, отражённой в зеркале Р, её глаз находился в покое, но, когда она увидела букву шрифта «диамант» чётко ретиноскоп зарегистрировал аккомодацию в десять диоптрий.
Используя диафрагму, я смог получить более ясное и более устойчивое изображение, но оно по-прежнему не поддавалось замеру.
Гельмгольцу казалось, что нечёткие изображения открытого огня свечи указывали на существенное изменение, в то время как изображения, полученные с помощью диафрагмы, показывали это более ясно; но мне так и не удалось получить какого-либо изображения приемлемой для меня чёткости ни с помощью диафрагмы, ни без неё.
Люди, преподававшие и демонстрировавшие теорию Гельмгольца, повторили для меня его эксперименты; но изображения, полученные ими с передней поверхности хрусталика не показались мне лучше тех, что получил я сам. После тщательного изучения этих изображений почти ежедневно в течение более чем одного года я так и не смог сделать какого-либо приемлемого заключения на предмет эффекта аккомодации.
В действительности, оказалось, что, используя свечу в качестве источника освещения, по изображению на передней поверхности хрусталика можно наблюдать проявления бесчисленного множества различных явлений.
Рисунок 16. Установка для обеспечения головы исследуемого объекта в неподвижном состоянии во время фотографирования изображения.
СМ, вогнутое зеркало; F, упор для лба; С, конденсор; МР, перекладина для обеспечения неподвижности головы исследуемого объекта; Pr, периметр
Иногда во время аккомодации изображение уменьшалось в размере и, казалось, удовлетворяло теории Гельмгольца; но, с другой стороны, столь же часто оно становилось больше. Иногда было просто невозможно как-либо интерпретировать то, что происходило с этим изображением.
Для поддержания теории Гельмгольца (рис. 25), изображение должно быть меньше. Хвостик кометы на рисунке слева это случайное отражение от роговицы. Отблеск света внизу – просто отражение вспышки фотокамеры, на которую был запечатлён глаз. Потребовалось два года, чтобы получить эти фотографии.
Применение 30-ваттной, 40-ваттной, 250-ваттной ламп и 1000-ваттной лампы не помогло получить более качественных изображений. Солнечный свет, отражённый от передней поверхности хрусталика создал столь же неясное изображение, как и отражения от других источников освещения, при изменяющихся формах, интенсивностях и размерах.
Рисунок 17. Изображение Электрической Нити Накала на
Передней Поверхности Хрусталика.
R, состояние покоя; А, аккомодация. Под увеличительным стеклом никакого изменения в размере двух изображений не наблюдается. Изображение справа выглядит больше только потому, что оно более чёткое.
Подводя итог вышесказанному, я был убеждён в том, что передняя поверхность хрусталика – очень плохой отражатель света и ни один из вышеуказанных способов не позволяет получить приемлемых изображений на ней.
Рисунок 18. Изображения электрической нити накала,
одновременно отражённые от роговицы и хрусталика.
R, состояние покоя; А, аккомодация. Размеры изображений на обеих картинках одинаковые. Изображение на роговице настолько мало, что оно не претерпело заметных изменений при несильном изменении, которое имело место в роговице во время аккомодации. На рисунке А оба изображения изменили своё расположение и замыкающая часть отражения от хрусталика была отрезана радужкой, но она остаётся той же самой. Белый блик между двумя изображениями нити накала есть отражение от лампы, использовавшейся для освещения глаза. Заметьте, что на рисунке А видна большая часть склеры, что указывает на удлинение глазного яблока во время аккомодации.
После более года неудачных экспериментов я начал работать в аквариуме, исследуя глаза рыб. Очень долго у меня ничего не получалось. Но, наконец, мне удалось при помощи очень яркого света – 1000 ватт, – диафрагмы с маленьким отверстием и конденсора, получить, хоть и не без труда, но ясное и чёткое изображение с роговицы рыбы.
Это изображение было достаточной чёткости для того, чтобы его можно было измерить, и, спустя несколько месяцев, мне удалось получить приемлемую фотографию. Затем я снова продолжил работать с глазом человека.
Яркий свет с диафрагмой и конденсором, который использовался для улучшения освещения предметного стекла под микроскопом, как и предполагалось, оказался гораздо лучше той методики, которую использовал Гельмгольц. С помощью этих средств удалось получить изображение с передней поверхности хрусталика, которое было в значительной степени ясным и чётким для того, чтобы его можно было сфотографировать.
Такое произошло впервые, согласно опубликованным ранее записям, что изображение какого-либо вида было сфотографировано с передней поверхности хрусталика. Профессиональные фотографы, с которыми я консультировался и надеялся на их помощь, уверили меня в том, что такое сделать нельзя и отказались даже попробовать это сделать.
Поэтому мне пришлось самому учиться фотографировать с нуля, потому что опыта фотографирования у меня не было совсем, и после мне стало понятно, что профессионалы были правы в том, что невозможно получить снимок, пользуясь методикой Гельмгольца.
Я продолжил эксперименты и проводил их до тех пор пока, спустя почти четыре года постоянных поисков, не получил удовлетворительных снимков. Мной были сделаны фотографии до и после аккомодации и в процессе производства миопии и гиперметропии. Удалось запечатлеть не только изображения на передней поверхности хрусталика, но и отражения от радужки, роговицы, передней поверхности склеры (белая часть глаза) и от боковой поверхности склеры. Мне удалось получать изображения на любой поверхности без отражения от других частей. Однако на моем пути было ещё много трудностей, которые необходимо было преодолеть.
Накладывающиеся друг на друга отражения были нескончаемым источником проблем. Отражения от окружающих объектов можно было легко предотвратить. Но было трудно работать с отражениями электрического света от глазного яблока и просто бесполезно пытаться получить изображения на передней поверхности хрусталика до тех пор, пока не удастся устранить эти отражения или минимизировать их, насколько это возможно с помощью надлежащей регулировки света. Регулировка освещения, которая казалась наиболее приемлемой, однако, не всегда давала одинаковые результаты. Иногда бывало так, что не появлялось вообще никаких отражений в течение нескольких дней; но наступал день, когда свет, как я предполагаю, падал под тем же углом, и изображения появлялись снова.
Рисунок 19. Изображение Электрической Нити Накала на Поверхности Роговицы.
R, состояние покоя; А, аккомодация. Изображение на рисунке А меньше, но изменение настолько несущественное, что заметить его чрезвычайно трудно. Это указывает на то, что роговица лишь незначительно изменяет свою форму во время аккомодации. По этой причине предполагалось, что офтальмометр с его маленькими изображениями будет демонстрировать факт того, что роговица не изменяется при аккомодации.
С какими-то определёнными настройками света множественные изображения виделись отражёнными от передней поверхности хрусталика. Иногда эти изображения были выстроены в горизонтальную линию, иногда вертикальную и иногда под разными углами, тогда как расстояния между каждым из них также изменялись.
Обычно было три изображения; иногда их было больше; но порой появлялось только два. Иногда они все были одного размера, но, как правило, изменялись, и, казалось, не было предела их способности изменяться в этом и других отношениях. Какие-то из них были сфотографированы, что говорит о том, что это были реальные отражения.
Изменения расстояния между диафрагмой, источником света и конденсатором, а также изменения размера и формы отверстия, не дали результатов, отличных от прежних. Различные настройки конденсатора также не давали никакого эффекта. Иногда я уменьшал размер изображения, иногда увеличивал его до тех пор, пока угол, под которым было видно лишь изображение, не был найден.
В действительности оказалось, что изображения были обусловлены отражениями электрического света от глазного яблока.
Даже после того как свет был настроен так, чтобы не возникало отражений, все равно было сложно, даже невозможно, получить ясное, чёткое изображение электрической нити на передней поверхности хрусталика.
Можно было менять положение конденсатора и диафрагмы и изменять ось фиксации, но все равно изображение оставалось замутнённым, неясным с искажёнными границами. Подобное затруднение было обусловлено тем, что свет не был настроен под самым оптимальным углом для достижения необходимого эффекта, и было не всегда возможно определить точную ось, вдоль которой можно получить ясное, разборчивое изображение.
Как и в случае с отражениями от боковых поверхностей глазного яблока, создавалось впечатление, что изображение изменялось без явной на то причины. Однако оказалось, что были углы расположения оси глазного яблока, обеспечивающие лучшие изображения, но их невозможно было определить точно.
Иногда, я работал над освещением два или три часа в день, но так и не мог подобрать правильного угла. Бывало и так, что ось, оставалась неизменной в течение нескольких дней, позволяя тем самым получать всегда чистые разборчивые изображения.
Результаты этих экспериментов подтвердили выводы, полученные из предыдущих экспериментов, а именно то, что аккомодация происходит за счёт удлинения глазного яблока, а не за счёт изменения кривизны хрусталика. Они также поразительным образом подтвердили мои более ранние заключения по поводу состояний, при которых возникает миопия и гиперметропия.
Изображения, сфотографированные с передней поверхности хрусталика, не показали никакого изменения размера или формы по время аккомодации. Изображение на задней поверхности хрусталика также остались без изменения, как это показал телескоп офтальмометра. Оно не было зафиксировано на фотокамеру, так как не вызвало никаких дискуссий по поводу его изменений.
Рисунок 29. Изображение Электрической Нити Накала на Склере.
R, состояние покоя; А, аккомодация. Во время аккомодации передняя поверхность склеры становится более выпуклой потому, что глазное яблоко удлиняется, как и камера удлиняется, когда фокусируется на объект вблизи. Отблеск света на радужке – просто случайное отражение света.
Рисунок 20. Изображения на Боковой Части Склеры.
R, состояние покоя; А, аккомодация. Изображение на рисунке А больше, что говорит об уплощении боковой поверхности склеры во время удлинения глазного яблока. Му, Миопия. Глаз делает усилие, чтобы увидеть объект на расстоянии и изображение больше, что указывает на то, что глазное яблоко удлинилось, вызвав тем уплощение боковой поверхности склеры. Ну, Гиперметропия. Глаз делает усилие, чтобы увидеть на расстоянии в два дюйма. Изображение на этой фотографии самое маленькое из фотографий этой серии, что указывает на то, что глазное яблоко стало короче по сравнению с другими картинками и боковая поверхность склеры стала более выпуклой. Две нижние картинки подтверждают предшествующие наблюдения автора о том, что дальнозоркость создаётся тогда, когда глаз делает усилие, когда смотрит на объект вблизи, а близорукость возникает, когда глаз старается увидеть удалённые объекты.
Изображения с радужки до и во время аккомодации были одинакового размера и формы, как и ожидалось, исходя из характера изображений на поверхности хрусталика. Если хрусталик изменяется во время аккомодации, то радужка, которая закрывает его, также должна изменяться.
Рисунок 21. Множественные Изображения на Передней Поверхности Хрусталика.
Этот рисунок показывает одну из трудностей, которую пришлось преодолеть, фотографируя изображения, отражённые от различных частей глазного яблока. Несмотря на то, что свет был отрегулирован под максимально точным углом, нить накала отразилась несколько раз от боковых поверхностей глазного яблока. Обычно изображение дублировалось, иногда получалось тройное изображение, как показано на рисунке, а иногда их было даже четыре.
Обычно требуется много дней кропотливой работы для того, чтобы устранить эти отражения, и по так и не установленным мной причинам те же настройки не всегда давали одинаковые результаты. Иногда в течение нескольких дней все получалось, а потом вдруг, непонятно почему, снова возвращались множественные изображения.
Однако, изображения, сфотографированные с роговицы и с передней и боковой поверхностей склеры показывают то, что произошли четыре вида хорошо заметных изменений в зависимости от того, было ли зрение нормальным или присутствовало ли напряжение. Во время аккомодации изображения с роговицы были меньше, чем тогда, когда глаз находился в состоянии покоя, что указывает на удлинение глазного яблока и последующее увеличение кривизны роговицы.
Но, когда было сделано напрасное усилие увидеть объект вблизи, изображение стало больше, что говорит о том, что роговица стала менее выпуклой, то есть возникло состояние, которое появляется, если укорачивается оптическая ось, как при гиперметропии. Когда было сделано усилие увидеть предмет на расстоянии, изображение стало меньше, чем при состоянии покоя, снова указывая на удлинение глазного яблока и увеличенную кривизну роговицы.
Изображения, сфотографированные с передней поверхности склеры показали такие же серии изменений, как и изображения с роговицы. Но в тех снимках, что были получены с боковой поверхности склеры, наблюдалось абсолютно противоположное: увеличение изображения вместо его уменьшения и наоборот, различие, которое естественно было ожидать, если принять во внимание тот факт, что, когда передняя поверхность склеры становится более выпуклой, боковые поверхности должны стать более плоскими.
Рисунок 22. Отражение Электрической Нити Накала от Радужки.
Рисунок демонстрирует факт того, что возможно получить отражение от любой отражающей поверхности глазного яблока, не получив отражений от других его частей. Это сделано путём изменения угла направления света к глазному яблоку.
На рис. №32-1 наблюдения за глазом во время фотографирования продемонстрировали то, что это изображение с радужки, не с роговицы, и этот факт виден на рисунке. На рис. № 32-2, где изображение перекрывается поверхностью зрачка, показан факт того, что отражение от радужки обусловлено только тем, что видна лишь нить накала. Если бы отражение было от роговицы, то отражалась бы вся нить.
Заметьте, что на этом рисунке нет отражения от хрусталика. Изображения на радужке не изменили своего размера или формы во время аккомодации, снова демонстрируя то, что хрусталик, поверх которого располагается радужка, не изменяет своей формы, когда глаз настраивается на зрение вблизи.
При попытке глаза сделать усилие, чтобы увидеть объект на расстоянии, изображение, отражённое от боковой поверхности склеры, было больше изображения, полученного, когда глаз находился в состоянии покоя. Это говорит о том, что эта часть склеры стала более выпуклой или более плоской в связи с удлинением глазного яблока.
Изображение, полученное во время нормальной аккомодации, было также больше того, что наблюдалось в состоянии покоя, что снова говорит об уплощении боковой поверхности склеры. Однако, изображение, полученное во время воспроизведения глазом усилия с целью разглядеть ближний объект, было намного меньше, чем все остальные изображения, что указывает на то, что склера стала более выпуклой с боков, то есть это говорит о состоянии, характерном для укороченного глазного яблока, как это происходит в случае гиперметропии.
Наиболее ярко выраженные изменения были отмечены среди изображений, отражённых от передней поверхности склеры. Отражения от боковых поверхностей склеры были менее заметными: это было связано с тем, что белое изображение на белом фоне различить практически невозможно.
Однако они были отчётливо видны наблюдателю и в некоторой степени наблюдаемому, который мог их видеть в выпуклом зеркале. Изменения размера изображения на роговице были настолько невелики, что ни о чем не говорили, за исключением случая, когда изображение было крупным. Этот факт объясняет, почему считалось, что офтальмометр с его маленьким изображением показывал, что роговица не изменяется во время аккомодации.
Правда эти изменения были очевидны для наблюдаемого и наблюдателя во время эксперимента.
Рисунок 23. Демонстрация того, что задняя поверхность хрусталика не изменяется во время аккомодации.
Нить накала лампочки электрического света (L) направлена в глаз исследуемой (S) и отражение на задней поверхности хрусталика может наблюдаться исследующим (О) в телескоп (Т). Исследуемая держит в руках на расстоянии четырёх дюймов зеркало, на которое наклеена маленькая буква и в котором отражается таблица Снеллена, висящая сзади над её головой на расстоянии 20 футов.
С помощью ретиноскопа удалось обнаружить, что, когда женщина смотрит на отражение таблицы и читает нижнюю строчку расслабленными глазами и когда она смотрит на букву на зеркале, происходит аккомодация. Изображение на хрусталике не меняется во время изменения фокуса. Телескоп – это телескоп офтальмометра с удалёнными призмами. Поскольку о поведении задней поверхности хрусталика во время аккомодации речи не идёт, это изображение не было запечатлено на камеру.
Изображения с роговицы – один из самых простых экспериментов этой серии в плане проведения, и его может повторить практически каждый желающий. Всё, что для этого нужно иметь – лампу мощностью в 50 свечей (обычная электрическая лампочка), и вогнутое зеркало, закреплённое на штыре, который перемещается вперёд и назад вдоль паза таким образом, что расстояние от зеркала до глаза при желании можно было бы изменять.
Простое зеркало так же можно использовать в этом эксперименте, но вогнутое – лучше, так как оно увеличивает изображение. Зеркало должно быть расположено так, чтобы изображение от электрической нити накала могло отражаться от роговицы, и так, чтобы глаз исследуемого мог видеть отражение, гладя прямо вперёд.
Изображение в зеркале используется в качестве точки фиксации, и расстояние, на котором глаз фокусируется, меняется из-за изменения расстояния от зеркала до глаза. Свет может быть размещён на расстоянии одного-двух дюймов от глаза так, чтобы было не очень горячо. Чем ближе свет, тем больше будет полученное изображение и, в зависимости от расположения – вертикальное, горизонтальное или под углом – чёткость отражения может изменяться.
Голубое стекло также можно использовать при желании для уменьшения дискомфорта, вызываемого светом. Если исследуемый использует левый глаз, то, как показали многочисленные эксперименты, в этом случае удобнее всего располагать источник света слева от глаза и под углом 45 градусов по направлению взгляда вперёд.
Для наибольшей точности направления света, голова исследуемого должна оставаться неподвижной, но для демонстрации, это не столь обязательно. Просто исследуемый может держать лампочку в руке и таким образом продемонстрировать то, что изображение изменяется в зависимости от того отдыхает ли глаз, настраивается ли на ближнее зрение или делает усилие, чтобы увидеть точку вблизи.
В оригинальном отчёте были описаны различные причины аномалий рефракции и способы их устранения.