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這是一個(gè)全民攝影的時(shí)代，人人都是時(shí)光的記錄者，有了智能手機(jī)更是隨意抓拍。據(jù)《2018中國網(wǎng)絡(luò)視聽發(fā)展研究報(bào)告》介紹，我國手機(jī)攝影用戶達(dá)到5.78億。智能手機(jī)最大的功能就是攝影攝像，就是一臺小型的數(shù)碼相機(jī)。

數(shù)碼相機(jī)(來源：佳能網(wǎng))

數(shù)碼相機(jī)又叫數(shù)字式相機(jī)，它用一種叫電子傳感器的設(shè)備，把光學(xué)影像轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)貯存起來。電子傳感器是一種光感應(yīng)式的電子設(shè)備，可以記錄圖像的各種顏色。數(shù)碼相機(jī)誕生以前，人們主要通過繪畫和傳統(tǒng)黑白片相機(jī)來記錄時(shí)光。彩色攝影技術(shù)的問世推動(dòng)了數(shù)碼相機(jī)的發(fā)展。從傳統(tǒng)黑白照片到彩色攝影技術(shù)的轉(zhuǎn)變，與一位法國科學(xué)家的努力息息相關(guān)。他因?yàn)槭讋?chuàng)彩色攝影技術(shù)而獨(dú)摘1908年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

人生開掛也愛國

1891年夏，法國科學(xué)院的一處實(shí)驗(yàn)室里，一位絡(luò)腮胡子的中年人對著一張黑白照的全家福，上面有他的妻子和兒子，發(fā)出疑問“照片怎么才能變成彩色的？”

這個(gè)問題他思考了很久。最初的想法是，在感光板的乳劑背面涂一層反光層，入射光線與反射光線干涉形成彩色潛影，潛影經(jīng)處理就可以打印成彩色照片。但是背面涂何種物質(zhì)的反光層，潛影的深淺又如何控制,他一直在想法解決這兩個(gè)問題。每次看到全家福，這個(gè)念頭就更深一層。

他叫加布里埃爾·李普曼，法國科學(xué)院院士，時(shí)任巴黎大學(xué)數(shù)理教授，有專門的實(shí)驗(yàn)室。他出身書香門第，從小就對科學(xué)有著濃厚的興趣。他的父母長期在盧森堡的貴族家庭當(dāng)教師，生活優(yōu)裕，但為了李普曼毅然辭職回到法國，在文化氣息濃厚的巴黎法丁區(qū)安家。他們經(jīng)常給兒子講法國的歷史，并教育他要像愛自己一樣熱愛祖國。

李普曼像(來源：搜狐網(wǎng))

愛國！這個(gè)念頭在小李普曼心里播下了種子。

李普曼的人生從23歲起開掛。1868年，他考上巴黎高等師范學(xué)校教育系，很快由于數(shù)理成績出色轉(zhuǎn)入物理系。此后，他大量閱讀物理學(xué)方面的書籍，稍有空閑就去實(shí)驗(yàn)室。同時(shí)，他對物理學(xué)的力、電、光等領(lǐng)域都進(jìn)行深入研究，在光學(xué)領(lǐng)域更是取得杰出的成就。1875年，李普曼在巴黎大學(xué)獲得博士學(xué)位，五年后被聘為該大學(xué)數(shù)理教授，1891年被選為法國科學(xué)院院士。當(dāng)時(shí)在光學(xué)領(lǐng)域還沒有全球聞名的法國科學(xué)家，進(jìn)入法國科學(xué)院后，他暗暗發(fā)誓，一定要在光學(xué)領(lǐng)域做出一番成績，為國爭光。

巴黎大學(xué)(來源：留學(xué)網(wǎng))

經(jīng)過反復(fù)研究，他決定把首創(chuàng)彩色攝影技術(shù)作為攻關(guān)課題。這才有對著全家福苦思冥想的故事。

彩色攝影創(chuàng)新法

話說李普曼雖然定下攻克彩色攝像技術(shù)的決心，但深知此舉十分艱難。此時(shí)距科學(xué)家沃可蘭德發(fā)明第一臺金屬機(jī)身的照相機(jī)已有半個(gè)世紀(jì)，相機(jī)及膠卷的發(fā)展很是緩慢，美國柯達(dá)公司生產(chǎn)出柔軟、可卷繞的膠卷才五年時(shí)間。這種柯達(dá)膠卷只能對黑白染料和顏料進(jìn)行調(diào)和，生成的也是黑白照片。

經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)，李普曼終于找到一種通過不同波長來感光生成彩色照片的方法。這種方法關(guān)鍵點(diǎn)之一就是感光板的乳劑反光層選材。無數(shù)次研究后，他確定用汞（水銀）來做乳劑反光層。他逐一試驗(yàn)彩色潛影的深淺，終于找到其中的訣竅。

照相機(jī)的原理(來源：無憂網(wǎng))

李普曼接下來做的是，把帶有膠片的感光板放進(jìn)裝有水銀的盒子里，通過曝光讓水銀與感光板接觸形成反射面，這樣等到感光板晾干后，彩色就出現(xiàn)了。因?yàn)楦泄獍鍍?nèi)部發(fā)生了光的干涉現(xiàn)象。

“當(dāng)以后用白光照射觀察底片時(shí)，由于選擇反射的原因，底片上的每一點(diǎn)只把那些已記錄在其上經(jīng)過選擇了的顏色反射到人們眼中，而其他顏色都通過干涉相消。人們在照片上每一點(diǎn)都看到了像所呈現(xiàn)的顏色，而這僅僅是一種選擇反射現(xiàn)象。照片本身是由沒有彩色的物質(zhì)構(gòu)成的。”李普曼興奮地在筆記本上記下這段話，隨后寫入論文中。后來，人們把這種創(chuàng)新的彩色攝影方法稱為“李普曼法”。1893年，李普曼用所創(chuàng)方法拍攝出人類歷史上第一張彩色相片，與論文一起呈交給瑞典皇家科學(xué)院。

李普曼因首創(chuàng)彩色攝像技術(shù)而榮獲1908年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。四年后，他當(dāng)選為法國科學(xué)院院長。再后來，他發(fā)明了對星體進(jìn)行長時(shí)間攝影的“定天儀”，設(shè)計(jì)了在軍事上有著重要用途的潛艇探測器……李普曼名揚(yáng)世界，實(shí)現(xiàn)了年輕時(shí)為國爭光的宏愿。

李普曼之所以受到諾貝爾物理學(xué)和化學(xué)獎(jiǎng)組委會(huì)的青睞，還因?yàn)楣鈱W(xué)的重要作用。作為經(jīng)典物理的重要組成部分，光學(xué)自諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)開設(shè)以來便備受重視。據(jù)統(tǒng)計(jì)，諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)一百多年歷史中，四十多項(xiàng)成果都與光學(xué)密切相關(guān)，將近占了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的一半，而這些成果都對物理學(xué)發(fā)展起了舉足輕重的作用。李普曼首創(chuàng)的彩色攝像技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了從攝像黑白到彩色的重大飛躍，推動(dòng)了相機(jī)業(yè)的發(fā)展。數(shù)碼相機(jī)、智能手機(jī)的誕生，都以此項(xiàng)技術(shù)為基礎(chǔ)。

光學(xué)重要，電學(xué)更重要，諾貝爾物理學(xué)和化學(xué)獎(jiǎng)組委會(huì)深知此理。李普曼鉆研彩色攝影技術(shù)之后不久，利用電磁波進(jìn)行信息傳遞的無線電正悄然興起，最終影響全球。兩位對無線電作出重要貢獻(xiàn)的科學(xué)家共同獲得1909年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。他們是誰？他們又是如何進(jìn)行無線電通訊實(shí)驗(yàn)的？欲知后事如何，且聽下回分解。

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【參考資料】

1. 圖書《諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)一百年》，2002年上海科學(xué)普及出版社出版，作者是郭奕玲、沈慧君。

2. 論文《20世紀(jì)物理學(xué)的偉大縮影》，作者清華大學(xué)郭奕玲，《物理研究》2009年第2期。

3. 論文《法國物理學(xué)家發(fā)明彩色玻璃照相技術(shù)》，作者丁一，《物理研究》2010年第3期。