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光的慢动作, 可能会刷新你的世界观 麻省理工学院的电子工程教授哈罗德·金顿（Harold Eugene “Doc” Edgerton）早在1964年的时候，就利用每秒100万帧的高速相机拍摄了子弹打穿一个苹果的照片。 但是50年后，人类，具体来说是麻省理工学院媒体实验室的 Ramesh Raskar 的团队创造出了每秒可以拍摄一万亿张照片的相机，比金顿的还快100万倍。 这就是飞秒摄影技术（femto-photography）的诞生。 你或许会想，这么快的摄像技术有什么用？ 用处可大了。比如，可以看清光的运动。 有了飞秒摄影技术，虽然光速依然不变，但是它的运动不再能超出人眼的分辨范围。 就像来到房间里打开一盏灯的时候，我们可以看到光先照亮哪里，然后再照亮哪里。换言之，光的速度在我们的眼中被“放慢”了。 一起来看看，用飞秒摄影技术拍摄到的光影运动影像。 如果制造一个持续几飞秒（10−15秒）的激光，那么我们就可以创造出一道像子弹一样的激光束。这道激光当然是以光速运动的，它的速度是普通子弹的100万倍。 现在用这道激光子弹去射这个可乐瓶，我们会看到什么呢？ 更精致的画面 好吧，你刚刚看到的这整个画面，发生过程不超过1纳秒。 我们看到的，是经过100亿倍稀释后的时间。如果我们用的是普通的子弹来重复这个实验，那么我们要花一整年的时间，才能看到子弹从可乐瓶底部移动到瓶口。 而我们看到的光辉，实际上是散射的光，它们不再沿着原来的路线前进，反而进入了我们的眼睛里（也就是镜头里）。当这粒光线子弹射到可乐盖上的时候，这个现象尤其明显，因为有许多光子无法穿越瓶盖，被强行分散了。 因为水瓶上部有气体，你可以看到光在那里弹跳，涟漪倒映在了桌子上。 Raskar 提示，当他的团队仔细地查看瓶口的光形成的波纹的时候，发现这些涟漪正在离我们远去。这不太对啊，光线不是应该朝着我们前进吗？ Raskar 解释道，因为这种摄影技术已经接近“与光同行”，因此在某些时刻，相机拍摄到的事件“穿越”了，后发生的事件被提前曝光。利用相对论对扭曲的时空进行矫正，我们就可以重新得到时间顺序正常的影像。 爱因斯坦会爱上这种摄影技术的。 再看一看，用飞秒摄影技术拍摄的静物。 |
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