是什么导致了人们对“蓝光”有这么深的误解？

曾旭

浙江大学光电系博士

飞利浦照明研究院资深研究员

CIE TC 4-50技术委员会委员

中国照明学会高级会员

“蓝光危害”只是个词而已，不是“蓝光=危害”

就像“交通事故”这词一样，不是“交通=事故”

译者注：

自从 LED 出现后，蓝光问题就一直被人们诟病，但事实真的是如此吗？Ian Ashdown 写的这篇文章是迄今为止我看到过的最具有学术性的，因此翻译过来给大家看看。

作为一个专业的照明设计师，你或许读过白光 LED 与“蓝光伤害”的文章。你可能还看过类似的警告（Willmorth, 2014a）："…长期暴露在441nm的蓝光下会对猕猴的视网膜造成损伤。" 并且该作者还建议：“在照明应用中，使用低色温（CCT）和高显指（CRI）的 LED，包括避免使用高色温（>5000K）和低显色指数（<80）的光源。不要使用富含蓝光成分的光源，比如，那些相关色温>5000K且显色指数<65的光源。”

甚至你可能还会看到这样的说法（Kitchel, 2000）：“…任何视力有问题的人都应该远离：主要色温高于3500K，或者主波长小于500nm左右的光环境。”

对于照明设计师来说，这是一个令人困惑的问题。因为有充分文献证明使用高 CCT 的照明环境能够对视觉和健康有益。这些益处包括调节生理节律（e.g., Holzman 2010）还有提高可见度（e.g., Berman等 2006）。综合起来，这些说法相互矛盾。

有这样一句话：脱离剂量谈毒性，就是耍流氓。业界一直有一个声音“…在此类问题上需要投入更多的有针对性的研究来得到实际的推荐值”（Willmorth2014a）。 然而，与此同时，照明设计师需要替他们的客户作出明确的决定来选择合适的色温。那么，他们该怎么做？

没有简单的答案。本文将会向你证明，所谓蓝光导致视网膜病变是对上世纪70年代视觉研究工作的误解。迄今为止，关于长期连续暴露在蓝光下是否会导致视觉问题仍然是个开放性话题，而且到目前为止并无有力的证据（至少据本文作者所知是如此，详见总结段落）。

上文提到的推荐-“在照明应用中，使用低色温（CCT）和高显指（CRI）的LED。”- 也表明了对新闻记者们来说，当我们把学术文献的结果和设计推荐值放在一起时，蓝光的危险性就更夸大了。虽然我们可以从那篇文章解读出，这个推荐基于对视觉问题的担忧，但实际上这也是作者向每一个读者传达的见解，而并非局限于学术研究（Willmorth 2014b）。

我可以非常明确地说，本文完全没有批判 Willmorth 发表的那篇文章的意思。而是为了阐述科学研究的结果是会被误解的，并会认真的被作为科学事实进行传播。这是一个所有科学记者都会面对的一个问题，包括我自己。

说的更直白些，本文试图去澄清一些关于“蓝光伤害”的问题。对于照明设计师来说，很重要的是，应该意识到直视亮度极高的 LED 会导致眼睛受到损伤。与此同时，应当理解，上述的担忧和当前的室内照明设计实践并不一样。

美国 LRC (Lighting Reseaarch Center) 的研究员 John Bullough 在《照明工程学会会刊》上发表的名为“蓝光伤害综述”（Bullough 2000）一文中，总结了短波（例如深蓝色）和紫外光辐射对视网膜的伤害，我从她的文章中摘录了下面的一段话：

Bullough 还调查了医疗设备，工业设备以及高功率舞台灯中的的潜在风险。在超高亮度的 LED 情况下，直视光源显然会有风险。对于没有晶状体的人群（眼球中的透镜缺失，常常是由于手术摘除）同样也可能有风险。但是总的来说，在室内照明的场景中不存在蓝光伤害。

那么我们现在所说的“蓝光伤害”的说法是从哪里来的？尽管 Willmorth 在他的文章中 (2014a) 提到过，但是现在为什么建议照明设计师不论何时何地都要避免使用高色温的光呢？

本质的问题是这些建议可能来自于医学的文献，而你不能指望照明设计师去读这些文献。举个例子来说，有多少非医学专业的人会去读譬如《流行病学和生物统计学》或者《眼视科学研究》这类期刊呢？（说老实话，又有多少人甚至能够拼对“眼科（ophthalmology）”这个单词呢？）

解决的办法简单而粗暴：相信这方面的专家。照明设计师们会去读一些类似于《照明设计及应用》、《建筑固态照明》之类的本行业的期刊，因为这些出版物在信息的准确性和实用性上久负盛名。毕竟这些技术类文章要么是资深的专家写的，要么是特约撰稿人推荐的。

然而，相信其他人，会导致听信权威（argumentum ab auctoritate，拉丁文）或“诉诸权威”（包括轻信那些引用拉丁文的人，比如我）这一逻辑谬误。通俗地说，“因为你说是这样，并不等于就是这样！”

为了阐述这个观点，考虑到上述的文章（Willmorth 2014a）说到：“...长期暴露在441nm的蓝光下会导致猕猴的视网膜发生病变。”

这篇文章的标题是：“蓝光的黑暗面”，是由《建筑固态照明》杂志的顾问编委 Kevin Willmorth 写的。他毕业于菲尼克斯大学，有着33年多的照明设计和产品开发的经验。考虑到这些，我们没有理由怀疑他本人的权威性。但是，我们仍需要探究一下这个令人担忧的声明从哪里来的？

就像大多数行业期刊来说，《建筑固态照明》这本期刊不喜欢公布其文章的所有参考文献。这有可能是基于以下两点原因：

不管上述哪种原因，作者能做的是把参考文献和作者放在文中，或许加上标题。

简言之，相信专家。

谢天谢地，Willmorth 比较详细地列出了参考文献（就在同一句中）：“蓝光对眼部健康的影响”(常见的另一种做法是简单的说：“根据...”)。我们做一下简单的检索，就能找到这篇文章: 

[Kitchel, E. American Printing House for the Blind.]

http://www.cclvi.org/contributions/effects1.htm. 这是一篇在线的文章，最开始发表在《视觉缺陷和失明期刊》上 (Journal of Visual Impairment and Blindness) (Kitchel 2000).

▲搜索结果

Elaine Kitchel 是美国盲人印刷所视力低下研究项目负责人。她拥有亚利桑那大学教育学硕士。在她的文章中，她写道：“在一项早年（1980）由 Ham, Ruffolo, Mueller 和 Guerry 进行的研究中，这些病变包括一种‘伴随黑素体形成的炎症反应，以及一些随着黑素体吞没导致的巨噬细胞入侵，这些都会导致视网膜色素上皮细胞的色素减退’（Ham 等，1980，p.1110)。”

现在我们好像有了最开始引用的参考文献，包括页码，但是我们真的有了吗？又一次，这篇文献没有参考文献，只有一个完全没有帮助的说明：“在另外一个参考文献里可以找到。” 它已经发表十四年了，所以不大可能找到这篇没有标题的文献。

又是相信专家。

幸运的是，我们可以付出一些努力来查明上文所述的参考文献，即这篇：“Ham，Mueller，Ruffolo，Guerry 等“视网膜辐射损伤的本质：对波长，功率水平和暴露时间的依赖性。”《视觉研究 20(12):1105-1111.”

（ Ham, W. T., Jr., H. A. Mueller, J. J. Ruffolo Jr., and D. Guerry. 1980. “The Nature of Retinal Radiation Damage: Dependence on Wavelength, Power Level, and Exposure Time,” Vision Research 20(12):1105-1111.）

Ham 和他的研究伙伴们当时正在弗吉尼亚联邦大学的生物物理系工作。《视觉研究》作为一个非常受人尊敬的期刊，他们发表的文章当然会包含详尽的参考文献。

▲《视觉研究》官网：

https://www.journals.elsevier.com/vision-research/

相信专家？那可未必。如果你能够拿到并读了这篇文章，你就会发现在1110页并没有提到“波长为441nm的蓝光”，作者其实是这么写的：“根据 Ham 等人的文章（1978），猕猴视网膜的组织学数据证明了短波会对黑色素的聚类和吞噬起作用。猕猴的RPE细胞在曝光后90天出现了轻微的病变，这种现象让人联想到其和老年黄斑变性有着惊人的相似。根据该作者的观点，长期慢性的暴露在短波长光环境下是老年黄斑变性的一个很大的影响因素。”

这是一个很有意思的观察结果，而且到现在显然还是适用的——可以参照 Berman 和 Clear 在2014年的报告，但这并不是我们所讨论的问题。

在看这篇全文的时候，在1107页可以看到一张有意思的图片：

▲相同的眼球，在暴露在441nm（带宽10nm）的光下两天后，视网膜的响应。视网膜图像的直径为1mm，辐射强度为33J/c㎡。（来源：Ham 等人 1980发表的文章）

由 Ham 等人在1978年报道的猕猴视网膜显微照片，来自于一篇更早的文献（Ham等，1976），这两篇文献都列在参考文献里。图中的箭头标出了观测到的病变。

这有助于体会这项研究的本质。为了知道不同光强和波长的伤害阈值，他们将10只猕猴麻醉，并用激光射入它们的眼睛。这些灵长类动物随后就“牺牲”了，为了获得可能的辐射伤害的显微照片，它们的眼睛被取出来进行了解剖。这类实验当然不可能在人类身上进行。

在他们的文章中，作者列出了441.6nm He-Cd 激光器下的伤害阈值，见下表：

▲ 1焦耳等于1瓦特秒，因此0.03瓦每平方厘米持续1000秒就是30J/cm²，正如上图所示。

在1978年的文章中，作者将激光替换成了2500瓦的氙灯，并用了一个波长为441nm，带宽为6nm 的相干滤波片，以及一些光学器件将光聚焦在猴子视网膜上一个1mm 直径的区域内，并持续照射了1000秒。（温馨提示：小朋友们，请不要在家里尝试这种科学实验哦）

先把这些残忍和令人不适的细节放在一边，我们终于可以回答这个问题了——首先被 Kitchel 引用，随后进一步被 Willmorth 引用的结果是从哪里来的。

参考文献：

[1]ANSES. 2010a. Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des diodes électroluminescentes (LED). Maisons-Alfort, France: French Agency for Food, Environmental and Occupational Health & Safety.

 

[2]ANSES. 2010b. Opinion of the French Agency for Food, Environmental and Occupational Health & Safety in response to the internally-solicited request entitled “Health Effects of Lighting Systems Using Light-Emitting Diodes (LEDs).” Maisons-Alfort, France: French Agency for Food, Environmental and Occupational Health & Safety.

 

[3]Berman, S., M. Navvab, M. J. Martin, and J. Sheedy. 2006. “A Comparison of Traditional and High Color Temperature Lighting on the Near Acuity of Elementary School Children,” Lighting Research & Technology 38(1):41-52.

 

[4]Berman, S., and R. Clear. 2013. “Another Blue Light Hazard?,” Lighting Design & Application 43(3):65-68.

 

[5]Bullough, J. D. 2000. “The Blue-Light Hazard: A Review,” Journal of the Illuminating Engineering Society 29(2):6-14.

 

[6]Dawson, W., T. Nakanishi-Ueda, D. Armstrong, D. Reitze, D. Samuelson, M. Hope, S. Fukuda, M. Matsuishi, T. Ozawa, T. Ueda and R. Koide. 2001. “Local Fundus Response to Blue (LED and Laser) and Infrared (LED and Laser) Sources,” Experimental. Eye Research 73:137-147.

 

[7]GLA. 2012. Optical and Photobiological Safety of LED, CFLs, and Other High Efficiency General Lighting Sources. Global Lighting Association.

 

[8]Ham, W. T., Jr., and D. H. Sliney. 1976. “Retinal Sensitivity to Damage from Short Wavelength Light,” Nature 260:153-154.

 

[9]Ham, W. T., Jr., J. J. Ruffolo Jr., H. A. Mueller. A. M. Clarke, and M. E. Moon. 1978. “Histologic Analysis of Photochemical Lesions Produced in Rhesus Retina by Short-wave-length Light,” Investigative Ophthamology & Visual Science 17(10):1029-1035.

 

[10]Ham, W. T., Jr., H. A. Mueller, J. J. Ruffolo Jr., and D. Guerry. 1980. “The Nature of Retinal Radiation Damage: Dependence on Wavelength, Power Level, and Exposure Time,” Vision Research 20(12):1105-1111.

 

[11]Holzman, D. C. 2010. “What’s in a Color? The Unique Human Health Benefits of Blue Light,” Environmental Health Perspectives 118(1):A22-A27.

 

[12]IEA. 2014. Energy Efficient End-Use Equipment (4E) Solid State Lighting Annex – Potential Health Issues of Solid State Lighting Final Report. Paris, France: International Energy Agency.

 

[13]Kitchel, E. 2000. “The Effects of Blue Light on Ocular Health,” Journal of Visual Impairment and Blindness 94(6):399-403.

 

[14]SCENIHR. 2010. Health Effects of Artificial Light. Brussels, Belgium: European Commission (Scientific Committee on Emerging and Newly Identified Health Risks).

 

[15]Shang, Y.-M., G.-S. Wang, D. Sliney, C.-H. Yang, and L.-L. Lee. 2014. “White Light-Emitting Diodes (LEDs) at Domestic Lighting Levels and Retinal Injury in a Rat Model,” Environmental Health Perspectives 122(3):269-276.

 

[16]Ueda, T., T. Nakanishi-Ueda, H. Yasuhara, R. Koide, and W. W. Dawson. 2011. “Eye Damage Control by Reduced Blue Illumination,” Experimental Eye Research 89:863-868.

 

[17]van Norren, D., and T. G. M. F. Gorgels. 2011. “The Action Spectrum of Photochemical Damage to the Retina: A Review of Monochromatic Threshold Data,” Photochemistry and Photobiology 87:747-753.

 

[18]Willmorth, K. 2014a. “The Dark Side of BLUE LIGHT,” Architectural SSL 05.14, pp. 12-16.

 

[19]Willmorth, K. 2014b. Personal communication.

----------  未完待续  ----------

明天将继续对“蓝光伤害”进行解读。

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译者｜曾旭

作者｜Ian Ashdown

内容来源｜《Blue Light Hazard … or Not?》

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