台灣新聞通訊社-科學人／溫和書商變暴躁攝影師！他為拍出「四腳離地的馬」成高速攝影先驅

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圖片由 ChatGPT 生成

根據相對論，接近光速運動的物體看起來會縮短，但1959年發表的「特勒爾－彭若斯效應」卻主張在觀測者眼中並沒有變短，而像是在轉動。但如〈凍結光速的攝影術，相對論下的華爾滋〉所述，以往一直無法加以驗證，直到去年才用特殊的超高速攝影技術，呈現出此一效應。

文中提到最早嘗試捕捉高速運動的先驅是英國攝影師邁布里奇，其實他開始這項嘗試的背後有非常戲劇性的故事。

1850年，20歲的邁布里奇移民到美國，擔任英國書籍的代理銷售。他的事業原本一帆風順，不料1860年他乘坐的騾車在山路中翻覆，他的頭部遭受撞擊，康復後竟從溫文儒雅的書商，搖身一變為暴躁易怒的攝影家。他還展現出以往所沒有的創意，除了改良攝影技術，也發明了一些機械裝置。

1872年，邁布里奇接受企業家史丹佛（13年後他創立史丹佛大學）的委託：拍照確認馬在奔跑時，四隻腳會不會同時離地。他斷斷續續做了許多嘗試，卻始終無法成功，如此過了兩年，人生竟又出現重大轉折。他發現妻子紅杏出牆，甚至孩子很可能是和情夫所生，於是他在盛怒之下，開槍射殺了那名情夫，當場被逮捕入獄。

邁布里奇已經準備接受法律制裁，沒想到史丹佛找了頂尖的律師為他辯護，竟然真的讓他獲判無罪。獲釋後，他先前往中美洲展開九個月的攝影之旅，直到1877年回到舊金山，才重拾史丹佛所委託的任務。邁布里奇多管齊下，改進照相機的快門速度、調製更靈敏的感光劑，並研發電動觸發裝置，最終開發出一項可行方案。

1878年6月15日，邁布里奇帶著器材前往史丹佛的馬場。他沿著跑道每隔69公分拉一條細線橫貫跑道，細線連接到電動觸發裝置，再接到相機；如此共12套。當馬奔跑碰到細線，便會觸動相機的快門，拍下這一瞬間馬的動作。就這樣，邁布里奇完成史上首次的高速攝影，12張相片清楚呈現馬奔跑時的分解動作，證實了馬的四隻腿會同時離開地面，但不是一般人以為的在四肢伸展時，而是在四肢內縮時。他後來又受賓州大學委託，拍了超過十萬張相片，分析人類與各種動物的動作，顯現肉眼無法辨識的細節與真相，促進了運動力學與生物力學的發展。

不過這種在自然光線下拍攝的方式受限於快門速度，頂多也只能捕捉到萬分之一秒的瞬間。要到1930年代，麻省理工學院電機博士生艾傑頓為了研究馬達高速運轉下的動作細節，改良電子閃光燈，利用極短暫且高強度的閃光來「凍結」動態，才突破高速攝影的瓶頸。許多著名照片包括「牛奶滴落的皇冠」、「穿過蘋果的子彈」等，都是他拍攝的；他也受邀拍攝原子彈試爆的瞬間，更短至百萬分之一秒。本文開頭所說捕捉接近光速的運動，背後原理也是頻閃攝影。

邁布里奇率先展示突破人眼限制的可能性，艾傑頓的頻閃攝影術再把瞬間推到極致，兩人堪稱是高速攝影最重要的先驅。