捕捉色彩的魔力：李普曼与天然彩色照相技术 | 科学史小画_风闻

五彩缤纷的世界总是让人沉醉，而想要留住这一美好瞬间离不开彩色照相技术的发明。

发明天然彩色照相术的人是法国科学家加布里埃尔·李普曼。他于1845年出生于卢森堡。当时他的父母在卢森堡的贵族家庭当教师，虽然生活优裕，但为了使儿子在祖国的怀抱里长大成人，在李普曼3岁时，他的父母带他回到了法国巴黎。他在家中接受了早期教育，从小就对科学有着浓厚的兴趣。正是由于在这样的家庭氛围中长大，使得李普曼从小就立志为法国的科学事业作出贡献。

19世纪早期，当时的人们只能制作出黑白照片。其原理是相机胶片中含有一种炫酷的感光物质——卤化银，它遇光发生化学反应，变成黑色的银颗粒。光越强，银颗粒越多，就这样记录了投射在胶片上的影像。胶片接受光线，完成曝光，再经过显影、定影、放大等程序，一张黑白照片就诞生了。

在李普曼之前，有很多人探索过彩色照片的制作。但大多数人选择使用彩色玻璃或者彩色颗粒为相片附加颜色，最终获得的照片不是缺少细节就是颜色失真，效果不是很理想。而李普曼另辟蹊径，不用染料和颜料，而是利用光的干涉原理让原本的黑白照片变为了彩色照片。

他的天然彩色照相法是把带有灵敏照相胶片的平板放入一个装有水银的盒子中，在曝光期间，水银与灵敏的胶片接触，形成了一个反射面，曝光后，按照普通方法把感光板进行处理，待该板干了以后，颜色就出现了。这种色彩可以通过反射看见，且永久不褪，这一结果是由于在灵敏胶片内部发生了干涉现象。在曝光期间，入射光与被反射面反射的光线发生干涉，从而在半个波长处形成了干涉条纹。正是这些条纹通过照相法记录在胶片中，从而留下了投射光线特征。当以后用白光照射观察底片时，由于选择反射的原因，底片上的每一点只把那些已记录在其上经过选择了的颜色反射到人们眼中，而其他颜色都通过干涉相消。因此，人们在照片上每一点都看到了像所呈现的颜色。而这仅仅是一种选择反射现象，照片本身是由没有彩色的物质构成的。

李普曼从1886年开始对彩色摄影技术进行研究，经过多年努力，于1893年向法国科学院呈交了人类历史上第一张彩色照片。他最终因发明天然彩色照相术而荣获1908年诺贝尔物理学奖。

虽然这种彩色照相干涉法需要较长的曝光时间，而且产生的颜色不饱和，之后被麦克斯韦提出的三色照相法所取代，但它仍是彩色摄影进展中的重要一步。它不仅开启了记录彩色世界的大门，促进了照相技术的发展，还为之后的光学全息摄影技术和大部分现代干涉成像技术奠定了基础。

作者：李永军，系中国科学院大学人文学院哲学系博士生

来源：中国科学院大学