人眼：相机的模本

　　作者：李岳

　　“相机”的预言

　　“那扇窗户，那广阔的地平线，那乌云密布，那波涛汹涌的大海，只不过是一个画面……从不同的物体反射过来的光线形成了这个画面，并‘绘制’在所有抛光的表面上。例如，眼睛的视网膜，水和玻璃上。灵魂精神试图留住这些短暂的画面。它们构成了一个微妙的物质，非常黏稠，并且很快变硬、变干。通过它，眨眼间就形成了图像。因此他们制作了一块画布，然后将其放在要绘制的对象之前。该画布的第一个效果类似于镜子。可以看到远处和近处所有物体的光反射而来的图像。镜子忠实地呈现物体，但不保留物体。我们的画布以相同的精确度显示它们，并将它们全部保留。这种复制下来的图像是瞬间产生的，画布立即被带到暗处。一小时后，复制的图像变得干燥，这样您所拥有的图像更有价值，因为它无法被艺术模仿或被时间所破坏……绘画的正确性，表达的真实性，笔触的强弱，渐变阴影，透视规则，所有这些我们交给大自然，大自然用坚定不移的双手在我们的画布上绘制欺骗眼睛的图像。”

　　上面这段文字来自法国作家查尔斯-弗朗索瓦·蒂帕涅·德拉罗什于1760年创作的科幻小说《格拉罗什》（Giphantie）。他在书中提到了对摄影技术，电视以及合成食品的憧憬与幻想。作者还在书中第十七章的第一部分预言了利用光的特性来固定自然界中瞬态图像的可能性。这一作品是历史上第一部对摄影术进行“预言”的文学作品。

　　德拉罗什的文字中提到了画布，黏稠的、类似颜料的物质，在现实生活中是有迹可循的：这一推测是以绘画对现实的复制为基础进行的。他在此基础上寻求更快速和精确的“令大自然自己进行绘画的方式”，并且推测未来将有一种“摄影术”可以像人眼一样在眨眼间来固定住影像。

　　基于小孔成像原理的实验

　　虽然影像首次被真正固定住是100多年之后的事了，但在这百余年的时间里，甚至是未来200年的时间里，人们都在追求一种更精确、更快速的影像固定技法。

　　刨除德拉罗什文中关于固定图像的预言部分，他文中提到的“通过光来固定自然界的瞬态图像”“人眼根据光的直线传播来确定物体的位置”“所有的景象都是由光折射到人眼里”等光学知识，最早是在公元前由中国学者墨子发现的。墨子和学生进行了历史上第一个小孔成像的实验，并指出光沿直线传播的性质，同时还解释了物和影的关系：“光之人，煦若射。下者之人也高，高者之入也下。足蔽下光，故成景于上；首蔽上光，故成景于下。在远近有端与于光故景库内也。”

　　光线照到人，人体所反射的光线好比箭射那样直线前进。这样，人的下部在屏之高处成像；人的上部在屏之下面成像，即所成之人像为倒转。这是因为来自足部的光线，其下面一部分被遮蔽了；来自头部的光线，其上面一部分被遮蔽了。但正因为在光路上或远或近存在着小孔，可让光线透入，故暗匣内所成之象是个明亮的影像。此处提到的这个“暗匣”就是直到1604年才出现的所谓照相机前身“暗箱”（camera obscura）。

　　德国数学家、天文学家和天文学家约翰内斯·开普勒是最意识到人眼视网膜成像原理的，他在研究天文望远镜的透镜的过程中发现人的视觉与透镜有相同的原理。并且在1604年出版的《天文光学》一书中指出，图像在眼睛的视网膜上被“画”出了颠倒的像，书中还认为大脑可以通过某种方式对其进行矫正。

　　在那个人们都认为视觉是由眼睛发出的光的年代，这一发现打破了几千年来人类对自身视觉的认识。

　　同时他还写道“人的眼睛就像一个黑盒子，瞳孔就在黑盒子里来了一个小孔一样”。基于人眼的成像原理，开普勒创造了“暗箱”这个词，由此，人眼就和照相机就产生了微妙的关系。如果说暗箱是照相机的前身，那个人眼就是暗箱的模本。

　　在探索人眼成像原理的过程中，并不是所有的科学研究都像开普勒的那样温和。在《透视法》一书中，法国哲学家、数学家和科学家勒内·笛卡尔建议将一个刚死去的人的眼睛（如果没有死者，则用一只牛的眼睛）放在黑暗房间的开口处，并刮去其肉。直到看到一个在视网膜上形成的倒像。后来，这一研究思路还被英国电视剧《黑镜》作为剧本创意使用，在该剧的某集故事中，女主角为了逃避责任杀害所有的人，而唯一幸存的仓鼠所看到的影像记忆被作为指认女主的“取证器”——这一故事实际上从反面证明了，在科技发达的今天人们可以确认，人在死亡之后，其眼中并不会留存任何影像。

　　比利时耶稣会的数学家、物理学家和建筑师弗朗索瓦·达吉隆于1613年在《六光学》（Opticorum Libri Sex）中描述了一些骗子如何通过暗箱的成像原理来骗取人们的钱财的事情。这些骗子声称自己知道“死灵法术”，并会从地狱中召唤魔鬼、幽灵来到黑暗的房间里，观众可以看到这些“魔鬼”，但却触不到他们。实际上，所谓“魔鬼”是骗子戴着恶魔面具的手下，手下在黑暗房间的外面，通过光的投射穿过墙壁的洞进入到黑暗的房间里形成影像。这种伎俩吓坏了没有受过教育的观众。看起来有点像是利用人的视觉成像原理来欺骗眼睛，实际上，确实利用这一原理欺骗了人的感知。

　　小体积暗箱的出现

　　虽然开普勒认为大脑可以对图像进行自动矫正，但是达芬奇一直无法理解这个运作原理。因此，达芬奇对人眼的结构及其视神经还有大脑之间的联系产生了极大的兴趣。他实践了笛卡尔的想法，对人眼进行了解剖，并意识到虹膜是调节进入人眼睛光量的构造。他系统地试验了各种形状和大小的多个光圈。并在笔记本上绘制了大约270张“暗箱”图，但是直到1797年才被发表。达芬奇还在《大西洋手稿》中留下了暗箱的草图。

　　对暗箱做出最全面的书面描述是那不勒斯（今意大利）科学家吉安巴蒂斯塔·德拉·波尔塔，他于1558年发表在《自然的魔法》的文章首次推荐暗箱作为辅助绘画的工具。

　　佛罗伦萨数学家和天文学家伊尼亚齐奥·丹蒂，在1573年的《欧几里得透视法》中发表了著名的通过添加凹面镜来矫正暗箱倒像呈现的方法，这才完成了暗箱对人眼第一次真正意义上的完成模仿。

　　德国发明家丹尼尔·施文特基于前任对人眼的研究成果，模仿人的眼球于1636年开发了一种“内窥镜球”的系统镜头，把这个球放到暗箱的小孔部位，可以获得360度的景观，相当于一个活动的人眼。施文特还提到画家汉斯·豪尔曾用这种方式来出色地辅助他绘制纽伦堡的全景。

　　1657年，加斯帕·肖特提到一位从西班牙旅行回来的人告诉他暗箱可以做到很小，在腋下携带。于是他改进暗箱的结构，把暗箱做成一大一小两个盒子，小的可以滑进大的里面来进行聚焦。将两个凸透镜安装在可调节的管中，并获得正像。

　　18世纪，随着罗伯特·博伊尔和罗伯特·胡克对前人成果的研发，更易于携带的箱内模型问世。这类暗箱具有对焦机制：利用一块反光镜，镜上又有一块磨砂玻璃可作对焦屏，对焦后把半透明的纸张放在玻璃上绘图。这一仪器被业余艺术家在旅行中广泛使用，但也被专业绘图人士使用。暗箱一直朝着成像更清晰、携带更方便的方向探索。至此终于可以和人眼一样被随时“携带”，并且记录下与人眼相同的景色。

　　对于记录影像来说，成像是一方面，固定影像、留住影像同样重要。所以，直到约瑟夫·尼埃普斯、路易·达盖尔和威廉·福克斯·塔尔伯特对上述的相机进行改装，才制成了摄影史上的第一批照片。

　　至此，像人眼一样在眨眼间来固定住影像的第一阶段探索才告一段落。