捕捉色彩的魔力：李普曼與天然彩色照相技術 | 科學史小畫_風聞

五彩繽紛的世界總是讓人沉醉，而想要留住這一美好瞬間離不開彩色照相技術的發明。

發明天然彩色照相術的人是法國科學家加布裏埃爾·李普曼。他於1845年出生於盧森堡。當時他的父母在盧森堡的貴族家庭當教師，雖然生活優裕，但為了使兒子在祖國的懷抱里長大成人，在李普曼3歲時，他的父母帶他回到了法國巴黎。他在家中接受了早期教育，從小就對科學有着濃厚的興趣。正是由於在這樣的家庭氛圍中長大，使得李普曼從小就立志為法國的科學事業作出貢獻。

19世紀早期，當時的人們只能製作出黑白照片。其原理是相機膠片中含有一種炫酷的感光物質——鹵化銀，它遇光發生化學反應，變成黑色的銀顆粒。光越強，銀顆粒越多，就這樣記錄了投射在膠片上的影像。膠片接受光線，完成曝光，再經過顯影、定影、放大等程序，一張黑白照片就誕生了。

在李普曼之前，有很多人探索過彩色照片的製作。但大多數人選擇使用彩色玻璃或者彩色顆粒為相片附加顏色，最終獲得的照片不是缺少細節就是顏色失真，效果不是很理想。而李普曼另闢蹊徑，不用染料和顏料，而是利用光的干涉原理讓原本的黑白照片變為了彩色照片。

他的天然彩色照相法是把帶有靈敏照相膠片的平板放入一個裝有水銀的盒子中，在曝光期間，水銀與靈敏的膠片接觸，形成了一個反射面，曝光後，按照普通方法把感光板進行處理，待該板幹了以後，顏色就出現了。這種色彩可以通過反射看見，且永久不褪，這一結果是由於在靈敏膠片內部發生了干涉現象。在曝光期間，入射光與被反射面反射的光線發生干涉，從而在半個波長處形成了干涉條紋。正是這些條紋通過照相法記錄在膠片中，從而留下了投射光線特徵。當以後用白光照射觀察底片時，由於選擇反射的原因，底片上的每一點只把那些已記錄在其上經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。因此，人們在照片上每一點都看到了像所呈現的顏色。而這僅僅是一種選擇反射現象，照片本身是由沒有彩色的物質構成的。

李普曼從1886年開始對彩色攝影技術進行研究，經過多年努力，於1893年向法國科學院呈交了人類歷史上第一張彩色照片。他最終因發明天然彩色照相術而榮獲1908年諾貝爾物理學獎。

雖然這種彩色照相干涉法需要較長的曝光時間，而且產生的顏色不飽和，之後被麥克斯韋提出的三色照相法所取代，但它仍是彩色攝影進展中的重要一步。它不僅開啓了記錄彩色世界的大門，促進了照相技術的發展，還為之後的光學全息攝影技術和大部分現代干涉成像技術奠定了基礎。

作者：李永軍，系中國科學院大學人文學院哲學系博士生

來源：中國科學院大學