「冻结时间」的人 造就科学与艺术典范

子弹射过苹果以及宛如皇冠的水滴画面,其实都来自于艾杰顿兼具科学技术与艺术创意的灵感。
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第147期
洪宇澄

人类的眼睛,其实是最容易受到愚弄的。我们常秉持「眼见为真」的信条,不过,到底所看到的「真」是否为「真」,其实,我们往往并不细究。

二十世纪的伟大发明家哈罗德‧艾杰顿(Harold Edgerton)能「见人所未能见」,他所发明的高速闪光技术,能呈现肉眼所看不到的瞬间画面。这项卓越的科学成就,不仅为后来的多项科技奠下基础,同时也让摄影艺术进入一个全新的视界。

 

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成功「冻结时间」

 

人们可能不认识科学家哈罗德‧艾杰顿,但却很难没见过他的摄影作品。这些作品已经成为二十世纪的代表作,凡是观赏过这些照片的人,无不衷心赞叹。

哈罗德最著名的杰作,包括「子弹射过苹果」、「一滴牛奶落下」以及「打高尔夫球」等。

如果时间是一条由无数分子组成的线,哈罗德等于是在在线极其微观的某一点上,将时间冻结,并用超高倍数放大镜,让人类看到这几万分之一秒间的剎那变化。画面中展现了细微的光影分布、几何式的图案组合以及巨大能量的流动,彷佛让人走入奥秘的圣殿。正如英国国家媒体博物馆馆长柯林‧哈汀(Colin Harding)所赞叹的:「哈罗德突破了科学、艺术和娱乐之间的界线!」

艾杰顿的作品,即使在现今也是非常难拍摄的。这项技术的发明,开启了现代手机与相机的闪光技术,也让摄影艺术跨入全新的纪元。

 

开启电子闪光灯时代

 

在高速闪光技术发明之前,摄影的闪光大部分运用闪光粉,即一种镁、钾、氯酸盐的混和物,藉由控制这些混合物的爆炸反应来引发闪光。艾杰顿舍弃了这项传统方法,改以惰性气体取代电灯泡内的汞,并以电池供电,电池的电压会刺激灯泡内的气体分子,并瞬间引发闪光。艾杰顿将之命名为「脉冲观测仪」(Stroboscope),运用这个技术,就连最快速的子弹与蜂鸟快速拍动翅膀的瞬间,他都能完美精准捕捉到。

摄影巨头柯达公司曾对艾杰顿的装置嗤之以鼻,并认为艾杰顿的装置连要卖出50个都很困难。然而艾杰顿不久便在拳击赛现场,用他的闪光技术完美捕捉了两位拳击手的瞬间连续动作。他将这些照片寄到报社反驳柯达公司的观点,此后,电子闪光灯的时代诞生了,好几百万的电子闪光灯从那时开始量产。

 

从农庄男孩到MIT教授

 

追寻艾杰顿的生命足迹,会发现他永远对事物充满好奇,勇于尝试不同的挑战,而且总是充满幽默感与自信心。

艾杰顿出生于美国内布拉斯加州的农场。受到叔叔雷夫的影响,艾杰顿从小就喜爱摄影。雷夫是个摄影师,他教导艾杰顿照相、冲洗底片及印制照片。摄影成为艾杰顿终生的兴趣,甚至影响了他未来的科学研究。

除了摄影之外,充满好奇心与活力的艾杰顿特别喜爱拆解组装机械。高中的暑假,艾杰顿总是到电力公司打工,从扫地到修理线路,无所不做。他回忆这段经历时说:「那真是一段充满挑战的时光,每天都有很多事情要做。」

大学毕业后,艾杰顿申请到通用电器(GE)工作,这一年的工作经验是艾杰顿研究生涯中的重要契机,开启了他日后研究的基础。当时,他在实验室用的是早期的计算机,他发现计算机过热的警示灯(1秒闪烁60次)照在马达上,看起来就像是时间暂停一样。这神奇的一幕,在他脑海中盘旋不去。艾杰顿开始猜想,闪烁频率如此快速的光,或许能够呈现物体移动的瞬间世界。这是他第一次观察到光脉冲的现象。

结束一年的工作后,艾杰顿申请进入麻省理工学院(MIT)就读研究所,并持续从事光脉冲现象的研究。1931年,他以所发明的脉冲观测仪获得博士学位,随即留在母校任教,成为高速闪光技术领域的大师,直到退休。

艾杰顿是个十分亲切幽默的老师,受到无数学生的称誉与喜爱。人们常说,艾杰顿不仅是个科学家、发明家、企业家(曾经应美国原子能委员会之请,与友人开设过公司协助研究),还是个艺术家、教育家。艾杰顿终生致力于作育英才,除了科学家的身分之外,他唯一欣然承认的是「教育者」。

 

协助盟军登陆诺曼底

 

艾杰顿的高速闪光技术运用,获得了无数专利。除了摄影技术的运用广为人所知之外,还有许多实际的运用。

1939年,美国军方拜访了艾杰顿,问他是否可以制造出远距离夜拍的脉冲仪器。艾杰顿的回答是:「那,我们就来发明一个吧!」这项仪器一直到1944年才成熟。

第二次世界大战期间,这套系统被使用于夜间拍摄敌方军营,成为搜集敌营信息的重要利器。在战诺曼底登陆中,这套仪器成功夜拍德军布署军队的地区,进而让盟军的伞兵找到最佳登陆点,一时成为美谈。艾杰顿还因此获得罗斯福总统颁赠「自由勋章」。

 

成功拍摄原子弹试爆

 

艾杰顿最令人赞叹且具技术性的照片是拍摄原子弹的试爆。1947年,艾杰顿应美国原子能委员会的邀请,加入战后原子弹的研究。原委会需要搜集原子弹瞬间引燃时的细节数据,所以他们找上了艾杰顿。以原子弹爆炸的速度来说,当时没有一台摄影机能有足够的速度作瞬间的高速拍摄,所以艾杰顿自己打造了一台,命名为「迅雷」(Rapatronic)。

艾杰顿的「迅雷」能被动接收原子弹爆炸所放射出的光,进而启动镜头前端光电电池来控制快门的开关。1950年时,艾杰顿的技术团队更成功地将快门的速度降至1/4,000,000秒,使得那张于1952年在爱尼威托克环礁(Eniwetok Atoll)所拍摄的原子弹爆炸画面,看起来就像一颗超现实艺术的球体。

1952年,知名的海底探险家杰克‧卡斯托找上艾杰顿,请求他协助改善海底摄影的技术。艾杰顿为此发明了「侧扫瞄声纳」(side-scan sonar),拍摄出精确的海底现场照片。自此许多寻宝家、考古学家找上门来,艾杰顿几乎是来者不拒,每次都欣然前往现场参与研究。

 

余韵留世

 

1990年,86岁的艾杰顿去世了。即使在过世之前,他还在持续进行实验与学术研究。他的相片不只是公认的超级技术,还被誉为现代艺术的杰作。英国国家媒体博物馆馆长柯林‧哈汀评析:「艾杰顿的照片主题特殊、分辨率高超、构图用色大胆,让人们见证了摄影惊人的能力,呈现日常生活中毫不起眼的『惊奇』。」1937年,纽约现代艺术博物馆就展出了艾杰顿的作品;1986年,史宾塞艺术博物馆(Spencer Museum of Art)甚至将艾杰顿的作品与达文西的作品一起联展。

然而,艾杰顿不喜欢被称为艺术家,「别把我变成艺术家,我是一个工程师,我只追踪事实,只有事实。」他如是说。

身为一个科学家,艾杰顿追踪「事实」,但也深知「事实」有无限的可能性,所以才能「见人所未能见」。

感官的知觉有限,微观的世界无穷。当我们下一次按下快门,强光激闪的瞬间,应该要给予艾杰顿衷心礼赞!不只是因为他非凡的艺术成就,更因为他永不自我设限的科学胸襟。

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