大約十年前，居住在洛杉磯的軟體開發人員洛娜·赫夫決定嘗試油畫。她和她的丈夫邁克爾，也是一位計算機程式設計師，最終在他們公寓的閣樓裡安裝了明亮的熒光燈，這樣洛娜就可以在晚上作畫，並且仍然對畫布上的顏色在白天看起來是什麼樣子有一個準確的認識。一天晚上，洛娜下樓來到客廳，那裡的電腦螢幕發出光芒。現在她已經更加關注光線的差異，她注意到電腦螢幕的明亮光線與周圍白熾燈泡的柔和溫暖多麼格格不入。她記得當時想，電子螢幕“就像人造日光的小窗戶”，破壞了房間原本柔和的氛圍。
這對精通技術的夫婦設計了一個巧妙的解決方案，以最大限度地減少這種差異。他們編寫了一些程式碼，隨著一天的推移，改變電腦螢幕發射的光子的數量和波長。赫夫夫婦的目標是儘可能地模仿環境光的自然變化，從早晨和下午陽光特有的明亮、藍白色的光線過渡到傍晚昏暗的橙色光芒。
起初，他們只是想協調他們家裡的照明方案。但他們很快開始懷疑他們的新應用程式 f.lux 也可能提供一些健康益處。“在我們使用一段時間後，我們開始注意到晚上似乎更容易放鬆下來，”洛娜回憶說，這使得他們在關閉電子裝置後更容易入睡。他們並不是唯一欣賞這種鎮靜效果的人。自從赫夫夫婦在 2009 年免費釋出該程式以來，f.lux 的下載量已超過 2000 萬次。
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透過追隨他們的審美趣味，赫夫夫婦偶然發現了一種奇特的身體控制睡眠方式。研究人員幾十年前就知道，任何型別的強光都可以抑制褪黑激素，這是一種大腦在夜間產生以誘導睡意的激素。但最近的研究表明，藍光比任何其他可見波長更有效地抑制褪黑激素，可能會使人們在原本開始感到睏倦時更加警覺。
碰巧的是，在過去的幾十年裡，由於強大的藍色 LED 的加入，智慧手機、筆記型電腦和各種電子螢幕變得更亮、更藍。白天，當藍光已經自然充足時，來自電子螢幕的少量額外照射不應對任何人的生理機能產生太大影響。問題是，人們越來越多地長時間盯著明亮的螢幕直到深夜。
例如，在國家睡眠基金會 2011 年進行的一項調查中，幾乎每個人每週至少有幾個晚上在睡前一小時內使用電視、電腦、手機或類似裝置。2014 年，同一組織確定，美國 89% 的成年人和 75% 的兒童臥室裡至少有一臺電子裝置，其中很大一部分人在最初入睡後還在傳送或回覆簡訊。在這些研究的推動下，工程師和計算機程式設計師正在嘗試各種解決方案，以防止已經睡眠不足的人口因其電子裝置而失去更多的睡眠。這些解決方案包括有色眼鏡以及家庭和辦公室的自然光照明系統。
瑞士巴塞爾大學時間生物學中心主任克里斯蒂安·卡約臣說：“如果人們能夠找到模擬陽光在一天中變化的方法，那就太完美了。” “理想的情況是，家裡的光線與室外的光線相同。” 然而，這些補救措施的效果如何還有待觀察，特別是與簡單地關閉裝置相比。
過猶不及
來自電子裝置的光線並非總是如此阻礙安穩睡眠。目前的情況可以追溯到 1992 年日本發明的高亮度藍色 LED。透過將新的藍色 LED 與較舊的綠色和紅色 LED 結合，或用重新發射其他波長的化學物質塗覆藍色 LED，技術製造商首次可以生成全光譜白色 LED 光。由於 LED 比其熒光前身更節能，因此它們很快在電視、電腦螢幕、平板電腦和某些電子閱讀器中變得無處不在，為家庭和辦公室注入了比以往任何時候都更亮的藍光。
研究人員直到大約 15 年前才開始積累藍光 LED 會擾亂睡眠的具體證據，但他們很早就對可能發生的機制有了很好的瞭解。科學家早在 1970 年代就發現，一個被稱為視交叉上核的微小大腦區域有助於控制身體的睡眠週期、警覺性、體溫和其他日常波動。研究表明，視交叉上核促使大腦的松果體在每天晚上產生褪黑激素。
本世紀初，生物學家揭示了這種訊號傳遞過程究竟是如何發生的。事實證明，缺失的環節是人眼中的一種先前未知的感光細胞，不同於分別負責夜視和色覺的熟悉的視杆細胞和視錐細胞。這種第三種所謂的感光器跟蹤環境中藍光的量，並反饋給視交叉上核。因此，當藍光很多時（就像太陽在頭頂時一樣），這種特殊的感光器會促使視交叉上核告訴松果體不要產生太多褪黑激素，這樣我們就保持清醒。然而，當太陽開始落山時，藍光的量減少，觸發褪黑激素水平的激增，促使我們入睡。
在提供證據表明帶有藍色 LED 的螢幕可能會在夜間混淆大腦的研究中，有一項是 2011 年巴塞爾大學的卡約臣及其同事進行的研究。在該研究中，晚上暴露在 LED 背光電腦前五個小時的志願者比在相同尺寸和亮度的熒光燈螢幕前的人產生的褪黑激素更少，感覺不那麼疲倦，並且在注意力測試中表現更好。同樣，在倫斯勒理工學院的瑪麗安娜·菲格羅領導的 2013 年研究中，受試者晚上與 iPad 互動僅兩個小時就足以阻止典型的夜間褪黑激素升高。在波士頓布萊根婦女醫院進行的為期兩週的試驗中，該試驗於 2014 年發表，睡前四小時在 iPad 上閱讀的志願者報告說感覺不那麼睏倦，平均需要多花 10 分鐘才能入睡，並且與晚上閱讀紙質書的人相比，睡眠深度較淺。卡約臣和其他人也表明，這些影響在青少年中尤其明顯，原因尚不清楚。
煥然一新
鑑於越來越多的證據表明人工螢幕，尤其是藍光，會破壞睡眠，科學家們已經開始研究各種補救措施。多項研究表明，佩戴橙色塑膠護目鏡（可以過濾掉電子裝置發出的藍光）有助於防止褪黑激素抑制。類似的眼鏡現在在市面上可以買到，價格低至 8 美元，高至 100 美元。更昂貴的選擇是所謂的動態照明系統，它承諾以數百至數千美元的價格（取決於家庭或辦公室的大小）在室內空間重新創造“全方位的自然日光”。
最經濟實惠的對策是計算機程式，例如 f.lux。今年三月，蘋果公司為 iPhone 和 iPad 推出了一項名為“夜覽”的功能，該功能模仿 f.lux，在日落時將螢幕發出的光“轉移到光譜的暖色端”。到目前為止，還沒有研究人員在受控研究中測試過 f.lux 或蘋果的“夜覽”，但菲格羅說她計劃進行此類實驗，邁克爾·赫夫說他正在與大學科學家合作，檢查 f.lux 在實驗室外日常環境中的效果。“在我看來，F.lux 仍然是一個假設，”赫夫補充道。“我們認為它可能對很多夜貓子有幫助，但我們仍然需要用資料來支援這些傳聞。”
然而，研究人員強調，消除藍光並不是萬無一失的解決方案。即使是昏暗的橙色螢幕也讓人很容易在晚上保持清醒並閱讀、看電影或玩遊戲，讓你的大腦保持警覺，而它本應放鬆下來。“這就像你完全在黑暗中，但你喝了咖啡，”菲格羅解釋說。“它仍然會產生影響。”
最終，最可靠的解決方案是電子禁慾：在睡前至少幾個小時關閉所有螢幕和明亮的燈光。不可避免的事實是，人類進化為與太陽一同升起和入睡。“在我們擁有所有這些技術之前，在電力和人造照明之前，我們會在白天醒來，晚上有一點火光，然後睡覺，”英國薩里大學的時間生物學家黛布拉·斯基恩說。幾個世紀以來，人造光一直非常有益。但有時，尤其是在一天結束時，它可能會過猶不及。