大约十年前，居住在洛杉矶的软件开发人员洛娜·赫夫决定尝试油画。她和她的丈夫迈克尔，也是一位计算机程序员，最终在他们公寓的阁楼里安装了明亮的荧光灯，这样洛娜就可以在晚上作画，并且仍然对画布上的颜色在白天看起来是什么样子有一个准确的认识。一天晚上，洛娜下楼来到客厅，那里的电脑屏幕发出光芒。现在她已经更加关注光线的差异，她注意到电脑屏幕的明亮光线与周围白炽灯泡的柔和温暖多么格格不入。她记得当时想，电子屏幕“就像人造日光的小窗户”，破坏了房间原本柔和的氛围。
这对精通技术的夫妇设计了一个巧妙的解决方案，以最大限度地减少这种差异。他们编写了一些代码，随着一天的推移，改变电脑屏幕发射的光子的数量和波长。赫夫夫妇的目标是尽可能地模仿环境光的自然变化，从早晨和下午阳光特有的明亮、蓝白色的光线过渡到傍晚昏暗的橙色光芒。
起初，他们只是想协调他们家里的照明方案。但他们很快开始怀疑他们的新应用程序 f.lux 也可能提供一些健康益处。“在我们使用一段时间后，我们开始注意到晚上似乎更容易放松下来，”洛娜回忆说，这使得他们在关闭电子设备后更容易入睡。他们并不是唯一欣赏这种镇静效果的人。自从赫夫夫妇在 2009 年免费发布该程序以来，f.lux 的下载量已超过 2000 万次。
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通过追随他们的审美趣味，赫夫夫妇偶然发现了一种奇特的身体控制睡眠方式。研究人员几十年前就知道，任何类型的强光都可以抑制褪黑激素，这是一种大脑在夜间产生以诱导睡意的激素。但最近的研究表明，蓝光比任何其他可见波长更有效地抑制褪黑激素，可能会使人们在原本开始感到困倦时更加警觉。
碰巧的是，在过去的几十年里，由于强大的蓝色 LED 的加入，智能手机、笔记本电脑和各种电子屏幕变得更亮、更蓝。白天，当蓝光已经自然充足时，来自电子屏幕的少量额外照射不应对任何人的生理机能产生太大影响。问题是，人们越来越多地长时间盯着明亮的屏幕直到深夜。
例如，在国家睡眠基金会 2011 年进行的一项调查中，几乎每个人每周至少有几个晚上在睡前一小时内使用电视、电脑、手机或类似设备。2014 年，同一组织确定，美国 89% 的成年人和 75% 的儿童卧室里至少有一台电子设备，其中很大一部分人在最初入睡后还在发送或回复短信。在这些研究的推动下，工程师和计算机程序员正在尝试各种解决方案，以防止已经睡眠不足的人口因其电子设备而失去更多的睡眠。这些解决方案包括有色眼镜以及家庭和办公室的自然光照明系统。
瑞士巴塞尔大学时间生物学中心主任克里斯蒂安·卡约臣说：“如果人们能够找到模拟阳光在一天中变化的方法，那就太完美了。” “理想的情况是，家里的光线与室外的光线相同。” 然而，这些补救措施的效果如何还有待观察，特别是与简单地关闭设备相比。
过犹不及
来自电子设备的光线并非总是如此阻碍安稳睡眠。目前的情况可以追溯到 1992 年日本发明的高亮度蓝色 LED。通过将新的蓝色 LED 与较旧的绿色和红色 LED 结合，或用重新发射其他波长的化学物质涂覆蓝色 LED，技术制造商首次可以生成全光谱白色 LED 光。由于 LED 比其荧光前身更节能，因此它们很快在电视、电脑屏幕、平板电脑和某些电子阅读器中变得无处不在，为家庭和办公室注入了比以往任何时候都更亮的蓝光。
研究人员直到大约 15 年前才开始积累蓝光 LED 会扰乱睡眠的具体证据，但他们很早就对可能发生的机制有了很好的了解。科学家早在 1970 年代就发现，一个被称为视交叉上核的微小大脑区域有助于控制身体的睡眠周期、警觉性、体温和其他日常波动。研究表明，视交叉上核促使大脑的松果体在每天晚上产生褪黑激素。
本世纪初，生物学家揭示了这种信号传递过程究竟是如何发生的。事实证明，缺失的环节是人眼中的一种先前未知的感光细胞，不同于分别负责夜视和色觉的熟悉的视杆细胞和视锥细胞。这种第三种所谓的感光器跟踪环境中蓝光的量，并反馈给视交叉上核。因此，当蓝光很多时（就像太阳在头顶时一样），这种特殊的感光器会促使视交叉上核告诉松果体不要产生太多褪黑激素，这样我们就保持清醒。然而，当太阳开始落山时，蓝光的量减少，触发褪黑激素水平的激增，促使我们入睡。
在提供证据表明带有蓝色 LED 的屏幕可能会在夜间混淆大脑的研究中，有一项是 2011 年巴塞尔大学的卡约臣及其同事进行的研究。在该研究中，晚上暴露在 LED 背光电脑前五个小时的志愿者比在相同尺寸和亮度的荧光灯屏幕前的人产生的褪黑激素更少，感觉不那么疲倦，并且在注意力测试中表现更好。同样，在伦斯勒理工学院的玛丽安娜·菲格罗领导的 2013 年研究中，受试者晚上与 iPad 互动仅两个小时就足以阻止典型的夜间褪黑激素升高。在波士顿布莱根妇女医院进行的为期两周的试验中，该试验于 2014 年发表，睡前四小时在 iPad 上阅读的志愿者报告说感觉不那么困倦，平均需要多花 10 分钟才能入睡，并且与晚上阅读纸质书的人相比，睡眠深度较浅。卡约臣和其他人也表明，这些影响在青少年中尤其明显，原因尚不清楚。
焕然一新
鉴于越来越多的证据表明人工屏幕，尤其是蓝光，会破坏睡眠，科学家们已经开始研究各种补救措施。多项研究表明，佩戴橙色塑料护目镜（可以过滤掉电子设备发出的蓝光）有助于防止褪黑激素抑制。类似的眼镜现在在市面上可以买到，价格低至 8 美元，高至 100 美元。更昂贵的选择是所谓的动态照明系统，它承诺以数百至数千美元的价格（取决于家庭或办公室的大小）在室内空间重新创造“全方位的自然日光”。
最经济实惠的对策是计算机程序，例如 f.lux。今年三月，苹果公司为 iPhone 和 iPad 推出了一项名为“夜览”的功能，该功能模仿 f.lux，在日落时将屏幕发出的光“转移到光谱的暖色端”。到目前为止，还没有研究人员在受控研究中测试过 f.lux 或苹果的“夜览”，但菲格罗说她计划进行此类实验，迈克尔·赫夫说他正在与大学科学家合作，检查 f.lux 在实验室外日常环境中的效果。“在我看来，F.lux 仍然是一个假设，”赫夫补充道。“我们认为它可能对很多夜猫子有帮助，但我们仍然需要用数据来支持这些传闻。”
然而，研究人员强调，消除蓝光并不是万无一失的解决方案。即使是昏暗的橙色屏幕也让人很容易在晚上保持清醒并阅读、看电影或玩游戏，让你的大脑保持警觉，而它本应放松下来。“这就像你完全在黑暗中，但你喝了咖啡，”菲格罗解释说。“它仍然会产生影响。”
最终，最可靠的解决方案是电子禁欲：在睡前至少几个小时关闭所有屏幕和明亮的灯光。不可避免的事实是，人类进化为与太阳一同升起和入睡。“在我们拥有所有这些技术之前，在电力和人造照明之前，我们会在白天醒来，晚上有一点火光，然后睡觉，”英国萨里大学的时间生物学家黛布拉·斯基恩说。几个世纪以来，人造光一直非常有益。但有时，尤其是在一天结束时，它可能会过犹不及。