序言:当手术刀遇上黎曼几何
“眼球是最精密的流形,而我们却试图用平面的尺子去丈量它。”
在眼科医生的日常工作中,我们每天都在与“图像”打交道。
角膜地形图的红蓝斑斓,OCT 扫描的断层切片,广角眼底照的绿色全景——这些数字化图像构成了现代眼科诊断的基石。我们被训练去识别颜色:红色代表陡峭,红色代表变薄,红色代表危险。
然而,作为本书的作者,也是一位深信“代码即思想”的计算主义者,我必须指出一个被临床医学长期忽视的盲点:地图不是疆域。
当你看着平面的屏幕时,你正在看一个被暴力“压扁”的三维宇宙。
- 角膜不是一张纸,它是一个受力复杂的弹性薄壳;
- 视网膜不是一块幕布,它是为了能量守恒而弯曲生长的光流河床;
- 镜片不是简单的磨玻璃,它是对光场的逆向重构。
当我们用欧几里得(Euclidean)的直尺去测量黎曼(Riemannian)的空间时,误诊便悄然发生。
高度近视眼底的“红色病”往往不是视神经萎缩,而是坐标系的拉伸;角膜地形图上的“领结”也许不是圆锥角膜,只是高斯曲率守恒下的几何形变。
本书《眼科微分几何》试图做一件大胆的事:拆掉医学图像的黑匣子。
我们拒绝枯燥的公式推导,转而采用 Wolfram Language 进行“实用文学式编程”。
在这本书里,代码不是程序员的专利,而是医生的手术刀。
- 我们用
Manipulate模拟眼轴拉长时视神经的物理漂移; - 我们用
VectorPlot可视化看不见的角膜应力张量; - 我们用
FindShortestPath重现神经纤维避开黄斑的“最小作用量”轨迹。
通过这些交互式的计算,原本抽象的数学概念——度量张量、测地线、蒙日-安培方程——将变成你手中可触摸、可调整的临床直觉。
这本书不教你如何做手术,它教你如何 “看”。
读完本书,当你再次面对那位焦虑的圆锥角膜患者,或那位疑惑的正常眼压性青光眼老人时,你眼中的世界将不再只是像素的堆叠。
你将不再是一位被机器报警声驱使的“光线观察者”。
你将进化为一位理解曲率、驾驭光流、透视应力的——空间架构师。
欢迎来到弯曲的世界。让我们开始计算吧。