聰明的筆

一支看似普通的筆卻有著不尋常的功能，它時刻監視著寫字人的姿勢，當寫字人的眼睛離桌面太近時，它會立刻提醒。

1994年的一天，家住福州市的林文。看到上小學五年級的女兒慢慢走到他的跟前，向他說了一件事。

林文：我女兒說，爸爸，我的眼睛怎么看不清東西了。

林文認為孩子學習任務過重，眼睛有點近視了，便帶女兒到醫院檢查。先做了常規檢查，又做了儀器檢測，最后給女兒配了一副高度近視鏡(圖1)

讓林文沒想到的是，女兒配戴眼鏡后似乎并沒有解決根本問題。沒過多長時間。女兒的視力繼續惡化。林文帶著女兒再次來到醫院，這次醫生給r林文一個建議。

林文：他說你最好到北京檢查一下，介紹我們到全國最大的兩家眼科醫院。

北京的專家們檢查后發現，林文女兒的視神經已經萎縮，目前的醫療技術尚沒有辦法治療。

林文：很難看好，大夫說你女兒搞不好以后會慢慢看不見了。

醫生的診斷，對于林文猶如晴天霹靂，很難接受。

林文不相信，曾經那么活潑可愛的女兒，怎么就會得上這種眼病呢?向醫生了解后，林文得知了孩子致病的原因。

林文：主要是我女兒寫字時，頭低得太低了，眼科醫生還說，我女兒算是比較典型的。

此時林文才想起，兩年前就曾發現女兒寫作業時，常常趴在桌子上，眼睛離書本很近。但林文沒想到，不正確的姿勢居然會造成了如此嚴重的后果。

張玉龍(中國體視學會生物醫學分會教授)：對于孩子，特別是小學生，眼球正處在發育的敏感和關鍵期，這個時候如果坐姿不正確，容易造成眼球負擔過重。這個期間的不良用眼習慣和過度用眼，非常容易造成眼睛的損害。

正確的書寫姿勢應該是眼睛離桌面一尺，身體和桌邊保持一拳的宅隙。手握筆距筆尖一寸。這樣既可以預防近視又可以防止駝背(圖組2)。

知道了原因的林文，想到當初自己沒能及時糾正女兒書寫姿勢，真是追悔莫及。

林文：都怪我自己，平時對女兒關心不夠，這輩子都對不起我的女兒。

林文帶著女兒回到家中，陷入悔恨自責的痛苦之中。一個月過后。變得沉默寡言的林文開始思索，在陪女兒求醫過程中他發現很多青少年、兒童都患有近視，年紀小小的就戴上厚厚的眼鏡。

張玉龍：我們國家的青少年近視是個非常普遍的問題，據普查資料，小學生的近視率達10％～20％；中學生30％～40％，到了大學已在50％以上。

通過進一步了解，林文發現很多近視的青少年、兒童在寫作業時，都有像自己女兒一樣的錯誤姿勢。

王艷霞(福州市黎明小學教師)：這種現象挺普遍，挺嚴重的。我們看到孩子寫著寫著頭低下去了，就會提醒他們。但是過一會兒他又習慣性地低下頭去了(圖3)。

林文想，這個年齡的孩子往往自控能力比較差，而老師和家長又不可能總在身邊提醒。能不能用一種東西來代替老師家長，隨時糾正孩子的錯誤姿勢呢?慢慢地一個奇特的想法在林文的腦子里產生。

林文：我想可不可以在頭很低時，讓筆尖縮回去，使學生無法寫字。只有身姿恢復正常了，才能繼續寫字。

林文設想用一種特殊的裝置來控制書寫筆。當孩子的書寫姿勢不正確時，手中的筆就寫不了字。如此一來不就可以強制性地糾正孩子的書寫姿勢。達到預防近視的目的。

林文：我想看看市場上有沒有這種東西，如果沒有，我就著手開發。

大學學機械專業，又在一家電子企業任工程師的林文很清楚，要做到手中的筆能隨時監控主人書寫時的姿勢，它首先得有能觀察的眼睛，只有看見了書寫者的錯誤姿勢后，才能下達指令給機械部分把筆芯收回。

那么用什么來擔任這具有關鍵作用的眼睛?又如何傳達指令實施聯動?一切都只能在摸索中進行，林文的多次試驗都沒有大的進展。

就在林文的發明還沒有眉目的時候，他女兒的眼睛徹底看不見了。

林文：半年后，我女兒眼睛慢慢就不行了。

女兒的失明強烈地刺激著林文，使他加快了研制的步伐。

有一天，林文路過一家賓館大門時，突然停住了腳步，自動門一下子吸引了他。他看到當人一走到大門跟前，門就會自動打開，等人進去后，大門又會自動關閉。林文越琢磨越興奮，這不正和自己設想的裝置原理很相似嗎?

林文回家立刻對自動門的工作原理進行仔細研究。他發現，整個系統除了機械部分外，還得有光學部分和電子線路部分，而要把這么多的東西裝進一支小小的書寫筆里，其難度可想而知。

林文對他原來的設計方案進行了徹底改造。等修改完圖紙后，林文發現這支筆所需要的零件達七十多個。

林文：一共有75個零件，在各地加工。

所有的零部件到齊后，林文立刻著手組裝，迫不及待地試用。但是不管人怎么低頭，筆尖就是縮不回來。經過反復檢查，是探頭的方位出了問題。林文想，既然正確的姿勢是眼睛離桌面一尺，那么當學生的眼睛和桌面的距離小于一尺的時候，紅外探頭就應該發揮作用，林文依此反復調整探頭的位置與角度(圖4)。

1995年末的一天，林文在一次試驗中不經意把頭靠近筆端時，突然發現筆芯縮回去了，他反復試了幾次，每次只要眼睛離桌面不到一尺的時候，筆芯就會縮回。

林文：筆芯可以自動收縮了，我心里非常高興，一下子就跳起來了，那是任何語言無法形容的。

林文研制的筆實現了他設想的功能。當孩子頭太低時，就會被紅外探頭測到，立刻引發裝置聯動，筆尖自動縮回，寫字人就無法書寫了；當頭抬起姿勢正確后，筆尖重又自動伸出，恢復正常。

但有人反映。這支筆存在問題，會影響學生正常使用。

林文：這支筆的設計效果雖然達到了，但是偏大，偏長，偏重。

林文研制的這枝筆是靠一節7號電池供電，所以外觀不僅粗大，分量也不輕。要解決這個問題就得把7號電池換成更小的紐扣電池。

林文知道，要把7號電池換掉，并不是那么簡單，它會帶來一系列的技術問題。

林文：我原來研發的電子線路都要改，又需要大量資金投入。

正當林文為改進所需的資金犯愁時，他又面臨新的困境。

林文：我們工廠經濟效益不好，倒閉了，我就下崗了。

生活陷入網境，他的發明更難以為繼了。8歲的兒子和失明的女兒都需要他的照顧，這時妻子又離家而去，面臨艱難的生活，林文有點撐不住了。

林文：很想放棄，甚至有了輕生的念頭，我曾想到一走了之算了。

就在林文萬念俱灰，想一了百了的時候，他失明的女兒哭喊著拉住了他。

林文：我女兒一直哭，女兒說爸爸你不該這樣，如果你走了，我們怎么辦。

又經過一年多的修改試驗，筆的體積和重量大大減少了。

林文：我非常高興，終于把它做出來了。

林文帶著他改進后的防近視筆，到一個朋友家里，送給朋友正在上小學的女兒一支。

朋友的女兒拿到林文送的筆，用了一段時間后。就覺得不對勁。

林文的朋友發現，這支筆的紅外探頭是單方向的，只在固定的方向上才起作用，但小孩書寫時哪有不轉動筆桿的。

家長：小孩子做作業時間長了，他的手會來回轉，探頭偏了，就照不到了，筆頭也就收不起來了，經常出現這種故障。

由于紅外探頭是同定在筆桿上的，因此筆桿稍一轉動，探頭的方向就會偏離，從而失去監視作用。那么如何使紅外探頭在筆桿轉動時能始終朝著一個方向呢?這個難題又讓林文困惑了很久。

林文：我想，不管小孩寫字時握到什么位置，什么樣的角度，感應器紅外接受紅外光和發射紅外光都應該始終朝著人的臉。我走到哪兒都在想，晚上睡覺也想。

有一天晚上，被這個問題所困擾的林文，在屋子里走來走去，當走到電視機旁時，他的眼睛突然一亮。

林文：我的不倒翁放在電視機旁邊，倒過來倒過去，一下子讓我受到了啟發。

林文就把紅外探頭改裝在線路板上，并在線路板背后加裝了一塊金屬塊。

林文：線路板頂端跟尾端各裝個頂針，這樣一來，不管筆管怎么轉，由于金屬塊的重心作用，紅外探頭都能始終朝著寫字人的頭部了(圖5)。

2008年的一天，林文帶著幾經改進的防近視筆，來到福州市倉山區的一所小學，讓學生試用。當學生無意間低下頭的時候，筆尖縮回去了，怎么也無法寫字。當抬起頭的時候，筆尖又伸出恢復了正常。

學生：我覺得很有意思，當我的頭離紙太近時，筆頭就進去，使我寫不了字了。我抬起頭時，它又可以寫字了。

從1994年最初的設想，到2008年產品定型生產，林文付出了15年的艱辛，這項發明獲得了第14屆全國發明獎、第95屆法國巴黎國際發明獎。

經過15年的摸索和積累，林文對自己今后的發明和對女兒眼睛的治愈都充滿了信心。