「凍結時間」的人 造就科學與藝術典範

子彈射過蘋果以及宛如皇冠的水滴畫面,其實都來自於艾傑頓兼具科學技術與藝術創意的靈感。
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第147期
洪宇澄

人類的眼睛,其實是最容易受到愚弄的。我們常秉持「眼見為真」的信條,不過,到底所看到的「真」是否為「真」,其實,我們往往並不細究。

二十世紀的偉大發明家哈羅德‧艾傑頓(Harold Edgerton)能「見人所未能見」,他所發明的高速閃光技術,能呈現肉眼所看不到的瞬間畫面。這項卓越的科學成就,不僅為後來的多項科技奠下基礎,同時也讓攝影藝術進入一個全新的視界。

 

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成功「凍結時間」

 

人們可能不認識科學家哈羅德‧艾傑頓,但卻很難沒見過他的攝影作品。這些作品已經成為二十世紀的代表作,凡是觀賞過這些照片的人,無不衷心讚嘆。

哈羅德最著名的傑作,包括「子彈射過蘋果」、「一滴牛奶落下」以及「打高爾夫球」等。

如果時間是一條由無數分子組成的線,哈羅德等於是在線上極其微觀的某一點上,將時間凍結,並用超高倍數放大鏡,讓人類看到這幾萬分之一秒間的剎那變化。畫面中展現了細微的光影分布、幾何式的圖案組合以及巨大能量的流動,彷彿讓人走入奧祕的聖殿。正如英國國家媒體博物館館長柯林‧哈汀(Colin Harding)所讚嘆的:「哈羅德突破了科學、藝術和娛樂之間的界線!」

艾傑頓的作品,即使在現今也是非常難拍攝的。這項技術的發明,開啟了現代手機與相機的閃光技術,也讓攝影藝術跨入全新的紀元。

 

開啟電子閃光燈時代

 

在高速閃光技術發明之前,攝影的閃光大部分運用閃光粉,即一種鎂、鉀、氯酸鹽的混和物,藉由控制這些混合物的爆炸反應來引發閃光。艾傑頓捨棄了這項傳統方法,改以惰性氣體取代電燈泡內的汞,並以電池供電,電池的電壓會刺激燈泡內的氣體分子,並瞬間引發閃光。艾傑頓將之命名為「脈衝觀測儀」(Stroboscope),運用這個技術,就連最快速的子彈與蜂鳥快速拍動翅膀的瞬間,他都能完美精準捕捉到。

攝影巨頭柯達公司曾對艾傑頓的裝置嗤之以鼻,並認為艾傑頓的裝置連要賣出50個都很困難。然而艾傑頓不久便在拳擊賽現場,用他的閃光技術完美捕捉了兩位拳擊手的瞬間連續動作。他將這些照片寄到報社反駁柯達公司的觀點,此後,電子閃光燈的時代誕生了,好幾百萬的電子閃光燈從那時開始量產。

 

從農莊男孩到MIT教授

 

追尋艾傑頓的生命足跡,會發現他永遠對事物充滿好奇,勇於嘗試不同的挑戰,而且總是充滿幽默感與自信心。

艾傑頓出生於美國內布拉斯加州的農場。受到叔叔雷夫的影響,艾傑頓從小就喜愛攝影。雷夫是個攝影師,他教導艾傑頓照相、沖洗底片及印製照片。攝影成為艾傑頓終生的興趣,甚至影響了他未來的科學研究。

除了攝影之外,充滿好奇心與活力的艾傑頓特別喜愛拆解組裝機械。高中的暑假,艾傑頓總是到電力公司打工,從掃地到修理線路,無所不做。他回憶這段經歷時說:「那真是一段充滿挑戰的時光,每天都有很多事情要做。」

大學畢業後,艾傑頓申請到通用電器(GE)工作,這一年的工作經驗是艾傑頓研究生涯中的重要契機,開啟了他日後研究的基礎。當時,他在實驗室用的是早期的電腦,他發現電腦過熱的警示燈(1秒閃爍60次)照在馬達上,看起來就像是時間暫停一樣。這神奇的一幕,在他腦海中盤旋不去。艾傑頓開始猜想,閃爍頻率如此快速的光,或許能夠呈現物體移動的瞬間世界。這是他第一次觀察到光脈衝的現象。

結束一年的工作後,艾傑頓申請進入麻省理工學院(MIT)就讀研究所,並持續從事光脈衝現象的研究。1931年,他以所發明的脈衝觀測儀獲得博士學位,隨即留在母校任教,成為高速閃光技術領域的大師,直到退休。

艾傑頓是個十分親切幽默的老師,受到無數學生的稱譽與喜愛。人們常說,艾傑頓不僅是個科學家、發明家、企業家(曾經應美國原子能委員會之請,與友人開設過公司協助研究),還是個藝術家、教育家。艾傑頓終生致力於作育英才,除了科學家的身分之外,他唯一欣然承認的是「教育者」。

 

協助盟軍登陸諾曼第

 

艾傑頓的高速閃光技術運用,獲得了無數專利。除了攝影技術的運用廣為人所知之外,還有許多實際的運用。

1939年,美國軍方拜訪了艾傑頓,問他是否可以製造出遠距離夜拍的脈衝儀器。艾傑頓的回答是:「那,我們就來發明一個吧!」這項儀器一直到1944年才成熟。

第二次世界大戰期間,這套系統被使用於夜間拍攝敵方軍營,成為蒐集敵營資訊的重要利器。在戰諾曼第登陸中,這套儀器成功夜拍德軍布署軍隊的地區,進而讓盟軍的傘兵找到最佳登陸點,一時成為美談。艾傑頓還因此獲得羅斯福總統頒贈「自由勛章」。

 

成功拍攝原子彈試爆

 

艾傑頓最令人讚嘆且具技術性的照片是拍攝原子彈的試爆。1947年,艾傑頓應美國原子能委員會的邀請,加入戰後原子彈的研究。原委會需要蒐集原子彈瞬間引燃時的細節資料,所以他們找上了艾傑頓。以原子彈爆炸的速度來說,當時沒有一台攝影機能有足夠的速度作瞬間的高速拍攝,所以艾傑頓自己打造了一台,命名為「迅雷」(Rapatronic)。

艾傑頓的「迅雷」能被動接收原子彈爆炸所放射出的光,進而啟動鏡頭前端光電電池來控制快門的開關。1950年時,艾傑頓的技術團隊更成功地將快門的速度降至1/4,000,000秒,使得那張於1952年在愛尼威托克環礁(Eniwetok Atoll)所拍攝的原子彈爆炸畫面,看起來就像一顆超現實藝術的球體。

1952年,知名的海底探險家傑克‧卡斯托找上艾傑頓,請求他協助改善海底攝影的技術。艾傑頓為此發明了「側掃瞄聲納」(side-scan sonar),拍攝出精確的海底現場照片。自此許多尋寶家、考古學家找上門來,艾傑頓幾乎是來者不拒,每次都欣然前往現場參與研究。

 

餘韻留世

 

1990年,86歲的艾傑頓去世了。即使在過世之前,他還在持續進行實驗與學術研究。他的相片不只是公認的超級技術,還被譽為現代藝術的傑作。英國國家媒體博物館館長柯林‧哈汀評析:「艾傑頓的照片主題特殊、解析度高超、構圖用色大膽,讓人們見證了攝影驚人的能力,呈現日常生活中毫不起眼的『驚奇』。」1937年,紐約現代藝術博物館就展出了艾傑頓的作品;1986年,史賓塞藝術博物館(Spencer Museum of Art)甚至將艾傑頓的作品與達文西的作品一起聯展。

然而,艾傑頓不喜歡被稱為藝術家,「別把我變成藝術家,我是一個工程師,我只追蹤事實,只有事實。」他如是說。

身為一個科學家,艾傑頓追蹤「事實」,但也深知「事實」有無限的可能性,所以才能「見人所未能見」。

感官的知覺有限,微觀的世界無窮。當我們下一次按下快門,強光激閃的瞬間,應該要給予艾傑頓衷心禮讚!不只是因為他非凡的藝術成就,更因為他永不自我設限的科學胸襟。

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