不久前，上海(樓盤(pán))市照明學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)、同濟(jì)大學(xué)視覺(jué)與照明藝術(shù)研究中心的郝洛西教授完成了她在第29次南極科考中的研究課題。

此次，郝洛西教授前往南極的任務(wù)是國(guó)家863高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃《LED非視覺(jué)照明技術(shù)研究LED的極地照明技術(shù)及系統(tǒng)》。在去南極之前，郝洛西就收集了大量關(guān)于南極環(huán)境以及南極站區(qū)建筑的資料。但是沒(méi)親身到過(guò)南極的人，根本不能想象那里氣候的嚴(yán)酷、環(huán)境的惡劣、生態(tài)的脆弱。在南極長(zhǎng)城站，這位2010年上海世博會(huì)的燈光總設(shè)計(jì)師經(jīng)歷了令她一生難忘的3個(gè)月。

郝洛西去南極的機(jī)緣，源于她和一位去過(guò)南極科考朋友的對(duì)話。通過(guò)她朋友，郝洛西了解到南極科考隊(duì)往往選擇11月左右出發(fā)，因?yàn)槟菚r(shí)南極處于夏季，便于進(jìn)行科考行動(dòng)。在南極大陸生活，映入眼簾的只有冰雪，耳邊只有風(fēng)聲，沒(méi)有其他視覺(jué)元素，生活單調(diào)枯燥。時(shí)間久了，科考隊(duì)員就容易失眠、急躁，個(gè)別隊(duì)員甚至出現(xiàn)了神經(jīng)衰弱的癥狀，回國(guó)后需要住院治療。

她朋友親身體會(huì)了長(zhǎng)城站內(nèi)的光環(huán)境，對(duì)光源的色溫和照度都不甚滿意。而且位于喬治王島上的長(zhǎng)城站是我國(guó)建立的第一個(gè)南極考察站，由于物資運(yùn)輸?shù)牟槐?，燈具缺乏維護(hù)，有許多都出現(xiàn)了老化和損壞。

照明與健康，正是郝洛西研究的課題。自擔(dān)任世博會(huì)照明規(guī)劃總設(shè)計(jì)師以來(lái)，這兩年她正致力于通過(guò)半導(dǎo)體照明對(duì)光源光譜能量分布的調(diào)整，來(lái)調(diào)節(jié)人體情緒、心態(tài)，改善人體健康狀況。聽(tīng)聞了這位南極科考隊(duì)員的“遭遇”后，郝洛西申請(qǐng)了有關(guān)極地光環(huán)境的863課題，并前往南極繼續(xù)自己的研究課題，也把自己的研究成果帶給科考隊(duì)員。

設(shè)計(jì)光環(huán)境治“抓狂”

“人類(lèi)經(jīng)過(guò)這么多年的進(jìn)化，最健康的光源當(dāng)然是自然光，但是在南極大陸特殊的環(huán)境下，我們可以用LED燈模擬自然光。”郝洛西說(shuō)。

傳統(tǒng)燈具難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，光譜也難以改變。LED燈具的出現(xiàn)讓對(duì)自然光的模擬變成可能。對(duì)身處南極的科考隊(duì)員來(lái)說(shuō)，“光環(huán)境的適宜變化”是保持身心健康的重要條件。郝洛西說(shuō)，這里沒(méi)有高樓、沒(méi)有汽車(chē)，人煙稀少，甚至屋內(nèi)也是相同的布置，生活的時(shí)間長(zhǎng)了，科考隊(duì)員很容易陷入一個(gè)單調(diào)的“抓狂”狀態(tài)。而通過(guò)光源色溫和照度的變化，能調(diào)節(jié)人體的情緒，改善隊(duì)員心理狀態(tài)。

色溫，是表示光源光譜能量分布的尺度，即我們通常說(shuō)的冷暖光源。色溫偏低表示光色偏暖，色溫偏高表示光色偏冷。一直以來(lái)長(zhǎng)城站使用的是較高色溫的冷色光源，冷色光能給人寧?kù)o、典雅的感覺(jué)，但同時(shí)也給人以寒冷和空虛之感。有的科考隊(duì)員總說(shuō)，在站外冷，在站內(nèi)還是冷。

郝洛西這次南極之行的重要工作之一，就是給長(zhǎng)城站更換燈具，當(dāng)科考隊(duì)員感受到新的燈具發(fā)出的暖色光時(shí)，紛紛表示“感覺(jué)好極了”。

改變色溫利睡眠

人的睡眠與光照關(guān)系密切。據(jù)郝洛西介紹，人體大腦中的松果體功能非凡，在夜間需要進(jìn)入睡眠狀態(tài)時(shí)，會(huì)分泌出大量的褪黑素，這種激素可抑制人體交感神經(jīng)的興奮性，使血壓下降，心跳速率減慢，心臟得以休息。但是，褪黑素對(duì)光照很“敏感”，只要眼睛接受到光的刺激，褪黑素就會(huì)被松果體命令減少分泌，故在白天或光照下睡覺(jué)不如晚上睡得踏實(shí)。

了解到光照和影響睡眠的褪黑素有關(guān)之后，郝洛西要做的另一個(gè)課題就是找到對(duì)褪黑素影響較小的光環(huán)境，由此使得室內(nèi)光環(huán)境對(duì)褪黑素分泌的抑制作用最小化，讓科考隊(duì)員擁有良好的睡眠質(zhì)量。

究竟LED光源的光譜能量分布與褪黑素分泌關(guān)系如何，郝洛西對(duì)此已經(jīng)有了初步的理論支撐。她表示，從國(guó)內(nèi)做的實(shí)驗(yàn)來(lái)看，高色溫光源抑制褪黑素分泌的作用較強(qiáng)，并且持續(xù)的光照會(huì)影響每日褪黑素分泌的周期。對(duì)此，她需要等待南極的實(shí)驗(yàn)樣本回國(guó)，在極地科考隊(duì)員身上進(jìn)一步驗(yàn)證理論的正確性。