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世界攝影歷史(一)第一章 攝影技術的發現。第一節 攝影的由來與光的學說(孟博編著)


攝影又稱照相,俗稱拍照。日本則是引用中國古代繪畫的術語稱寫真。英文Photography,是由希臘文Phos與Grapho的結合字。Phos 是光,Grapho是描繪,合字是利用光來描繪的意思。就是任何景物由以有光的反射,而聰明的人類想到利用針孔或透鏡來攝取其反映過來的影像,再由感光材料作成,可以永久保存的影像記錄,我們通稱為攝影。

  攝影在世界上興起,不過是二、三百年來的歷史,而攝影真正融入我們生活中,蔚為風尚,漸入佳境,成為藝術,也不過是近百年來的韻事。但是研究起來,對於攝影有關光學的問題,可以追溯甚遠且廣。我們先說「光」的現象。

  光,是人類生存活動,生活環境中的一個要素,因為人的視覺信息要靠它來傳遞。

  依光的波動學說:光是一種波動。發光體發光時,就產生光波。光是以直線向上下、四周圍作波動射出,光波的波長有長有短,進入我們眼裡,能以視覺得出不同的顏色。

  光依光的電磁波學說:光跟電磁的輻射一樣,不僅速度相同,也能反射,折射,偏極化。光是電磁波中,僅能引起我們眼睛有視覺的部分。電磁波的波長範圍很寬。論波長,最長的是交流電,最短如宇宙射線。那麼我們人類眼中可以看到的僅是電磁波中非常窄小的一部分。大約在390毫微米的紫外線與700毫微米的紅外線之間,才是我們可以看得到的。紫外線和紅外線,我們看不見,但是在攝影中可以察覺得到,尤其會影響沖洗、底片、相片的顏色效應。

  以光的微粒學說:光是從光源射出來的微粒子所構成。此種微粒子,以每秒三十萬公里的大速度,自發光體向上下、四方發射。進入人的眼睛,即讓人有生光之感。此種微粒子是物理學上所謂宇宙基本粒子中之一種,不帶電,有穩定性。

  愛因斯坦(Einstein Albert 1879-1955)發表『光的產生和轉變的探討』論文中,就證實有它的存在。他說:光是由一個個的微粒量子組成的,這光微粒量子有波的性狀,還有微粒子的特性。

  光是一種運動不停的能量。光的直射到景物再反射到我們眼裡,讓我們感覺到有景物的影像。這光的學識研究與發現,從古來中外皆有。最早的記錄,在中國春秋戰國時代,墨翟(478-392BC)之著作『墨經』中。其論述:光有直線照射的作用。光照射物體會產生影子。光具有反射的性能。論述針孔成像的道理。發光體的遠近,決定光的強弱。放大倍數概念。分別敘述了平面、凸面、凹面鏡的,物體和影像的關係。光的折射現象等等。可見中國的古代,已對光有了相當的研究與認識。

  西方世界到公元前350年,首位「科學大師」亞里斯多德(Aristotle384-322B.C.)在著作中才提到光學法則。他說到一個現象:每逢有日蝕,從篩孔或樹葉空隙中,投射到地面的光,是呈月彎形狀,尤其是孔越小,光的影像,越明晰清楚。從此,西方人們亦知,光線通過了小孔,會形成影像的光學道理。

  我國韓非(280-233 BC)著作書中也有說及:築牆,鑿牖,日出加畫筴,髹上而觀,望見龍、蛇、車、馬、萬物之狀備具。髹是漆器,利用反光,加上畫筴才有更清楚影子。而這畫筴有如一個透孔,如此針孔影像技藝,我國很早就有了。

  公元前208年,古希臘物理、數學及大發明家阿基米得(Archimedes 287-212 BC)為國禦敵,曾發明著名的「火鏡」。他利用許多放大透鏡連在一塊,使太陽光集中焦點,投照在敵船上,引火抗敵。

  公元前139年,西漢淮南王劉安(179-122 BC)編著『淮南萬畢術』,提到用冰製作『透鏡』,說:削冰令圓,舉以向日,以艾承其影則火生。

  更甚的在『西京日記』此書中,說到漢武帝(140-87BC)時代,有人用白色琉璃,使日光穿過再折射到暗室,如此引光入室,明亮異常。這時起,光學已由學理研究,融入應用在,人們生活中。

  北宋大科學家沈括(1031-1095)著作『夢溪筆談』裡,有針孔成像論說,凹面鏡的分析。他發現『墨經』中,針孔成像可與凹面鏡作結合,且說明成像是由光束造成。光線成束,從凹面鏡反射出後聚成焦點,此點因陽光熱能被會聚後,產生高溫就能起火。

   在公元1100年,阿拉伯學者阿爾哈森(Al Husen)就利用一暗箱,箱壁上開個小針孔,讓日蝕的陽光透過小針孔,倒映在箱壁上,觀察日蝕情況與過程。

  稍後,中國元朝科學家趙友欽,設計一室,作光學實驗。他結論:針孔太大,不能成像。針孔適當的小,就會形成影像,而且會與光源形狀相同,但方向相反。照明度與距離成反比。其實驗過程與實際情況,他寫篇論文題名為『小罅光景』。罅,就是孔隙。

  中國元末明初,陶宗儀著作『輟耕錄』說:平江虎丘閣,版上有一竅。當日色清朗時,以掌大白紙承其影,則一寺之形勝,悉於此見之。竅,就是小孔。又提到松江城有塔,東有夏監遠家之小室卻有一塔影。長五寸許,倒懸於西壁之上。

  針孔影像,已在中外科學家熱烈論述開來。

孟博


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