虽然在视光学中对于近视早已有明确的定义：在眼的调节完全放松的状态下，眼的光学系统只能将远处物体成像在视网膜的前面，而不是在视网膜上时，就是近视。或者说近视眼的远点位置不是在无穷远，而是在眼睛前面的有限距离上。可是人们经过半个世纪的努力，对于近视的成因以及有效的预防方法，至今仍不十分清楚。
从八十年代开始，本文作者蒋百川就开始了对于视觉系统的研究工作，在文中，他介绍了近视研究的一些成果，其中包括他本人的不少贡献，并据此提出对近视防控的一些看法。我们常说眼睛是灵的窗户，但是对这个重要的感觉器官，我们的了解还远远不够。就说个最普通的问题——近视，它的成因和有效的预防法，在科技发达的当今社会，仍然无法得到很好地解决。近视在儿童和青少年群体中持续发生，成为困扰现代社会的难题。
作者在上世纪80年代初，由于研究视觉系统遇到这个问题，记得当时国内城市的中近视的例已经达80%多，所以激发了他浓厚的兴趣，以近视研究为终身奋斗的目标。
在近视的研究中，较早的一个争论是近视是由遗传因素还是环境因素造成的？在遗传因素的研究中，早先的工作是发现了孪生的屈光状态之间有很强相关性，提示屈光与遗传的关系。另类工作是较双亲都是近视、仅一方是近视或双亲都不是近视的三种条件下，比较近视的发病率。
其中一个较典型的研究是Zadnik等在1994年的调查报告。他们在美国加州橙县，查访了716名6-14岁的学生及他们的家长，其中662名为正视眼。结果表明，双亲均近视时，孩子的眼轴长度较母中仅为近视或均为近视的孩子的眼轴长度要长，并在统计上有显著差异。这个结果说明，即使部分孩子仍处在正视的年龄段时，双亲都是近视的孩子在眼轴长度上已经存在演变为近视的潜在危险。
近视的产生是不是完全由遗传因素所决定？我们可以利用统计遗传法来研究遗传与环境两个因素在近视成因上的相对重要性。如果近视完全为遗传因素所决定，这个指标当为1.00。但是Sorsby等在1966年得到的结果为0.45，Kimura在日本的结果为0.81。这些数据虽然随地域和种族变，但至少显现了环境因素在近视的成因上也有相当的作用。
对于由诸多环境因素引起近视的研究，首先是确定哪个因素对近视的发生和进展有较大影响。现在较公认的是视近作，如长时间阅读或在计算机前工作。这项较经典的研究是Young等（1969）的报告。他们追踪了生活在阿拉斯加的三代爱斯基摩人，发现早先的代中只有很少近视，但是到了最近代，近视的例已经达到65%。近视的增多，显然与年轻代开始受到的学习教育有关。这提醒我们要及早对于农村及贫困地区儿童的近视问题加以关注。
儿童屈光的初始状态是否会影响他以后变成近视？1964年，Hirsch发现：如果在5-6岁时有+1.50D以上远视的儿童，在13-14岁时通常仍为远视。5-6岁时屈光在+0.50D与+1.24D之间的儿童，到13-14岁时多数处在正视范围。5-6岁时屈光在0-+0.9D的儿童，则在13-14岁时容易成为近视。5-6岁已经近视的儿童在13-14岁时多有加深。我们再来考察更年轻儿童的屈光变化情况。
1993年，Gwiazda等曾报告过对72名儿童年龄从6个月到13岁测得的屈光数据。他们将这些儿童以初始的屈光状态分为近视和远视两组，数据表明在最初的数月至1岁多时，两组的屈光都向正视方向变化。对于近视组，他们的屈光可以维持在正视范围直到7-8岁，然后有约42%的儿童逐渐成了近视。而在原来为远视的儿童中，在8岁以后仅有10%发生近视。
以上实验数据也显现了在儿童的发育中一个称为“正视化”的过程，即部分儿童在5-6岁时都成为正视的情况。1957年时，Sorsby等认为多数新生眼睛的屈光参数（如角膜曲率，晶状体的屈光和眼轴长度）都是在正态分布的正常范围之内，屈光不正的原因是由于在发育过程中，这些参数之间的变化没有很好匹配。这种相互的匹配要到6岁以后才逐渐完成，此时儿童的屈光状态达到或接近正视眼。
在正视化过程中各屈光分量之间的协调是由遗传确定的，同时在正视化过程中个体的神经调控也会因环境因素变化，从而影响最终的屈光状态。以上的这些工作提醒我们，对于5-6岁以前的儿童的视力，除发现有严重的斜、弱视问题，尽量不要多加预防，家长应该让幼儿在自然的视觉环境下，完成眼的正常发育。过早地让学龄前儿童去学习外语、算术、识字，长时间地使用电脑、手机阅读，都会影响儿童智力的成长，也会直接影响他们的视觉。
1995年，Goss和Jackson报道了他们对组初始屈光为正视的儿童的为期3年的纵向研究结果。他们较了29名变成近视的儿童（9.1-14.3岁）与58名仍保持为正视的儿童（8.5-13.8岁）的眼结构参数，发现变为近视的儿童的初始眼轴长度与角膜曲率半径之比（AL/CR）明显大于仍为正视的儿童的。仔细分析数据发现，这个差别是由于变为近视的儿童的初始角膜屈光度较另组而引起的。
现在已经有眼科仪器可以同时测量眼的眼轴长度和角膜曲率，如果这样的仪器用于儿童近视防控工作，或许可以对部分儿童提供一个预警。
奇特的夜近视这项研究起源于1789年，当时英国皇家格林威治天文台负责的Lord Maskelyne介绍，他在白天视力正常，可是到晚上就会变成近视。这种现象对于天文学家没有影响，因为他们可以调整望远镜镜的焦距来校正观察眼的屈光不正，但是在士兵进行夜间的军事行动时可是个严重问题。
所以在战争期间，德国、日本、西班牙、美国的实验室都迫切希望了解它的成因和解决办法，但是一直没有取得进展。直到1954年，德国科学家Herber Schober提出一种观点：当眼睛没有接收到视觉信号时，眼睛的焦点调节机制处在一种休息状态，这个状态下它的焦点并不在无穷远（对于正视眼，此时的屈光度为零）。这便与亥姆霍兹的经典理论相矛盾。亥姆霍兹认为，当正常的眼睛完全放松时，它正好对焦到无穷远。
这样一个很实际的现象，便成了理论上有待证明的一个问题，然而当时缺乏测量眼在暗状态下焦点位置的仪器，只能搁置下来。上世纪60年代激光发明之后，研究者发现较弱强度的激光散斑虽然可以被眼看见，但不会成为眼睛焦点调节的刺激，于是构建了一种利用激光散斑测量眼调节的仪器。这时候美国宾州州立大学的Leibowitz教授实验室迅速搭建了这样的装置，并着手进行实验。
他们发现，每个受试者的夜间近视与他在空视场（如飞行员飞时看到的是没有任何视觉线索的蓝天）下的近视，以及与使用某些光学仪器时的近视（当因光学仪器的孔径很小造成很大的景深时，使得受试者不需要作焦点调节）有高度的相关性。根据这样的观察结果，他们认定眼在这三种情况下，焦点调节系统都会处在一种休息状态，测量证明此时眼的焦点不在无穷远，同时各个的调节休息状态有很大的个体差异（0-4.0屈光度）。
这系列工作也表明，夜、空视场、孔径光学仪器以及任何降低视觉分辨的条件，如雾等不清晰的光学介质对于焦点调节的作用与机制是相同的。Leibowitz等人总结了系列的工作成果，在1975年的Science上发表了篇论文，从实验上证明了Schober的理论的正确性。
对于夜近视或暗焦点的研究和发现，在上世纪70-80年代也吸引了研究近视的学者们极大的兴趣。
从生理学上分析，暗焦点代表了驱动睫状肌放松或收缩的交感和副交感神经系统的一种平衡状态。于是，一时间出现不少工作研究和比较正视眼和近视眼之间在暗焦点上的差别，并由此提出了许多假设。笔者在1991年获得美国NIH的为期五年的研究经费，核准的研究计划是通过一个3年的跟踪，观察不同屈光组的眼动参数的变化情况。
这些不同屈光组包含：由始终都是正视眼；开始研究时为正视眼但逐渐变为近视；开始研究时为近视且在3年中没有明显变化；开始研究时为近视并在3年内近视显著增加。研究中所测量的参数有：受试者主观和客观的屈光值、眼轴长度、角膜曲率、暗焦点、暗辐辏、AC/A、CA/C以及调节反应曲线。其中，A和C分别指调节的和辐辏的反应值，AC和CA是指这些反应对应的辐辏和调节反应值。
这两个量本质上描述的是调节和辐辏两个系统的相互作用。当时许多较近视眼与正视眼差别的工作都是横向研究，这种研究虽然可以发现它们之间在某些方面的差别，但是无法肯定这种差别是存在于近视发生之前，还是由于发生近视造成的。只有纵向研究才能发现哪些因素可能与近视的发生与进展有关。当前在开展的屈光档案工作，可以为纵向研究提供有价值的数据，我们不要浪费。
部分的暗焦点是相对稳定的，但是视近作会引起暗焦点移近，这种变化被称为调节性适应或滞后。Jiang（1995）先发现正视眼在变近视之前，其暗焦点较仍为正视眼者要近。各组的暗焦点的平均值的比较。Emm代表三年观察期间始终为正视眼的学生的数据；Onset代表这个期间由正视眼发展为近视的学生，其中前者代表他们在近视发生前的数据，后者代表他们在发生近视后的数据；LOM代表在实验开始时已经为近视的学生的数据。
2005年，作者的研究组进一步报道了对于视光学院学生的近两年的观察，发现这些学生的暗焦点在学期中变近，在经过放假后则会移远。显然这种变化与学生在上学时有较多的阅读有关。与此相应的是学生的屈光变化，学生的屈光在学期中有向近视方向的进展，在假期中则没有变化。
眼睛对成像模糊的感觉阈值沿着视膜像影响眼球的长从导致屈光状态变化的思路，以往的近视研究工作有两个方面是值得关注的。第一个是眼对模糊的感觉阈值。
第二个是眼的周边屈光（peripheral refractive error）。1997年，Jiang改进了当时的调节系统的控制模型，在其中加入了一个感觉分量，并提出了眼的调节系统对离焦的等效阈值概念。他指出过去所测得的调节滞后量并不能很好地衡量不同眼睛对离焦的感觉阈值。Jiang和Rosenfield与Abraham-Cohen分别在1997年和1999年报道了实验表明近视眼对模糊的敏感性较差。
在眼的周边屈光与近视关系的研究中，它们的基本依据是根据动物模型，在膜上除中央凹之外的各局部区域也都可以调控眼球的长。然而也有不同意见认为，周边屈光不能改变正视化过程。Mutti等（2007）发表的对6-14岁的近千名儿童所作的一个纵向研究表明，变成近视的儿童相对于保持正视的儿童，周边屈光（鼻侧300）是在较远视的状态。他们观察到的是这些儿童在变成近视的一年时间内，周边屈光呈迅速向远视方向的变化。
由于每次测量之间的间隔为一年，所以无法判断这个周边的远视是产生近视的原因，还是由于近视发生所引起的。
让我们再从概念的角度来讨论这个问题。假定膜的各个区域都可以调控眼球长，那么在周边视场的远视性离焦引起眼轴伸长的同时，也会造成中央区域成像有近视性的离焦，于是膜上周边的成像清晰了但中央的成像却反变模糊了，这似乎是种得不偿失的结果。所以眼球在伸长时如何权重不同区域的需求，是研究者在进行实验及分析结果时必须思考的一个问题。
暂时性近视的提出和探讨1999年，Jiang和White发现，长期视近作会影响负调节（即从近到远的调节）的速度，但不影响正调节（即从远到近的调节）的速度。这与我们的生活体验是一致的，有些人在长时间视近作后，无法立即看清远处的目标。纽约州立大学视光学院的Ciuffreda教授做过系列的工作，他们让受试者在较长时间视近后马上去看远的目标，同时测量受试者的动态调节过程。
发现迟发性近视需要更长时间对焦到目标，正视眼与远视眼的调节基本不受视近调节的影响。这种由视近作造成、在视远时调节不易放松的现象，他们定义为暂时性近视（Near work-induced transient myopia, NITM）。笔者的学者Yao等在她的博士论文中也测量过这个现象。
她较了正视眼、稳定的近视、有进展的近视三组受试者，对两种视场（420和80）的目标作了20分钟近距离阅读之后，马上看远时调节的变化。从以下的图或表格中可以看到，有进展的近视组呈现出最不易放松的情况。这种暂时性近视由于持续地视近作保持并积累起来，是否会使眼睛发展为通常所说的假性近视（也就是长时间地不能放松调节），进而最终变为真正的近视？前尚无相关数据。
调节适应后的暂时性近视是否是预测近视发生和进展的一个指标，也有待进一步的深入研究。
近视研究过程中出现过的失误在本世纪初期，新英格兰视光学院的Gwiazda所领导的研究组提出让儿童佩戴渐变镜来防止他们近视的发生和进展。但是很快他们也发现这个办法不通。2006年在新加坡召开的国际近视眼会议上，这个项目受到康乃尔大学教授的严厉指责，认为他们在浪费宝贵的科研经费。
笔者看到Gwiazda他们的工作以后，觉得这个失误在于他们不懂眼的调节系统是一个负反馈的控制系统，同时又忽视了调节与辐辏之间的相互作用。于是与视光学院的同事和学者一起研究了这个问题，并在2007年和2008年发表过两篇论文。详细介绍这些研究结果会花费较多篇幅，这里只讨论一个实验结果，读者便可以直观理解问题所在。
这是8名受试者的平均结果，两条曲线分别代表他们在裸眼情况和戴了+2.00D附加镜的情况下的调节响应曲线（即在不同的目标距离下测量得出的调节响应）。我们考察当目标在5D（即眼前20cm）时的情况，从图上可见，裸眼时的调节响应约为3.5D，而戴了+2.00D附加镜以后，调节响应仅仅增加了约+0.5D。
这是提出附加镜来防控近视的研究者们当时没有预计到的，他们或许以为，原来受试者的3.5D调节响应应该变成5.5D或者在这个数据附近，这样就可以在儿童作阅读时，降低离焦对他们眼睛的影响。于是出现了这样一个未经严格论证的规模实验，直到几年后实验完成时才发现，配戴渐变镜确实没什么效果。
这样一个失败的实验后来曾传到中国，并风靡起来，制造渐变镜的厂家赚到了钱，但是儿童的家长们受了骗，做近视工作的医务人员浪费了时间，也失去了家长们的信任。这样一个教训是不是我们应该加以反思和记取？
增加户外活动可以抑制近视的发生2007年，俄亥俄州立大学视光学院的Mutti团队报告，唯一与近视风险密切相关的环境因素是户外活动的时间。
研究者甚至发现，在户外活动更长的孩子，即使花更多的时间进行阅读书籍、使用电脑等视近作，也没有变得近视。视近作可能仍会产生一些影响，但是最重要的是眼睛暴露在强光下，就可以有效地减少近视的可能性，可是对于已经近视的孩子来说，这样的作却不适用。那么这样的作的机制又是什么？很容易想到的是，强光会使瞳孔缩小，减少视膜上成像的模糊。
但另外一些研究者想到在眼底上可能发生的生化机制，前认为可能与多巴胺分泌，以及巩膜缺氧等有关。户外活动或许会对眼球的增长起到抑制作用，然而由此完全否定视近作是引起近视的环境因素，似乎从科学的角度还是有问题的。当前在宣传户外活动可以防控近视的时候，往往忽略了在强烈阳光之下可能的副作用，应该提醒家长，在阳光下务必要让孩子戴上墨镜，涂抹防晒霜，以免受到紫外线的伤害。
对近视防控的一些看法笔者以为当前应该致力于发现在中国儿童中引起近视的危险因素（例如本文中所述的暗焦点、眼轴长度与角膜曲率半径的值、内隐斜、暂时性近视等），从而对有可能发展成近视的孩子进行适当并及时的预防，以期达到降低近视发病率的目的。当前正在开展的儿童屈光档案的工作，是一项很有意义的事情。
但是作者应当不是简单地满足每年向上级汇报所属学校或地区儿童近视的发病率或进展情况，而是可以利用这项工作做更多及更有意义的事情，例如研究并发现儿童近视的成因，不同预防法的实际效果，等等。
为了做好研究工作，就需要有较好的研究计划；如果有多处观察点的话，要有统一的仪器设备；每次观察都要作丝不苟的测量、准确地记录并保存好各种数据；及时地进行数据分析和统计等（怎样做好研究工作是另一个话题，就不在这里展开了）。对于从事近视研究工作的人员，作者根据自身以及一些同行的经历，以为必须要有持久工作的心理准备。从门开始，少10-15年才会取得初步的成果，约20-30年后才会有重大成果。
所以要耐得住寂寞，专注致志。
我从事科学研究工作以来，深深觉得人类对自然的认识是无穷尽的，对于近视的研究也是这样。我一生做过的工作，只是这条道路上的几粒石子而已，上面所提出的可能性，或许可以成为继续下去的另外几粒石子，但是再下去，我已经看不清楚了，要完全地留给年轻的科学工作者了。