“我想分享一下我的座右铭，也是庄子说过的一句话：判天地之美，析万物之理。如果你有科学的思维，能把科学和艺术结合起来，你既能够认识到宇宙万物运行的道理，同时又能记录和表现它的美好。”
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陈海滢
《Science》封面摄影师、《美国国家地理》特约摄影师
我不是植物学家也不是科学家，我是个很普通的科学爱好者，也是一个摄影爱好者。今天我分享的主题是科学摄影，这两个平时很少会放在一起的话题，能擦出什么样的火花呢？
当科学思维碰上艺术光影
这张照片拍摄于北京，大家能认出来这是哪里吗？对，是北京的长安街。我为这张照片取名“长安街悬日”。这是国内第一张城市悬日摄影作品，很多人都非常喜欢它。
一位在新华社做资深记者的朋友问我这张照片是在哪儿拍的，我跟他说，拍摄地我可以告诉你，但你不一定拍得着。他听了很不服气，心想“凭什么你能拍着我拍不着”。
我并不是打击这位朋友，而是因为一年当中我们只有两天的机会有可能拍到这样的场景。
大家都知道太阳东升西落，那么太阳是不是每天都从正东升起，从正西落下呢？不是的。太阳每年只有三月底的春分和九月底的秋分这两天才是从正东升起，从正西落下的。
对于北京来说，夏季和冬季的太阳分别是从哪个方向升起，从哪个方向落下的呢？
这算我留给大家的一个课后作业吧：今天放学后，请大家观察一下，太阳是从西南还是西北落下去的；明天再观察一下，太阳是从东南还是东北升起来的。
为了更好地讲解，我先给出答案：对于北京来说，冬季的太阳是从东南升起，从西南落下的。相反，夏季的太阳是从东北升起，从西北落下的。
把握日出日落的规律并不简单，更何况还要将太阳和地面的景物拍在一起，就更不容易了。这需要我们具有相应的科学知识，运用科学摄影的思维来进行摄影创作。我也鼓励大家在课余去拍摄各种太阳和地面相结合的自然景观。
刚才那张拍的是日出，大家能看出来这张拍的是日出还是日落吗？是日落。为什么是日落？因为北京西北有山，太阳会先落到山这儿。
拍长安街的日出，拍西山的日落，各有各的景观，各有各的美，只要掌握相应的拍摄方法，我们就可以创作出很多有趣的摄影作品。
这里就是拍摄“长安街悬日”的地方。2013年拍这张照片的时候，我们提前用卫星把长安街上所有的天桥都看了一遍，在研究了每座天桥所对应的构图和太阳升起的角度后，最后从卫星地图上选择了图中左边的这座天桥。
下图就是我的拍摄点，照片右上边的曲线就是这座漂亮的天桥。
第一次拍这张照片的时候，整座天桥上只有我一个人。我看到太阳从正东方升起，特别感动。
现在几年过去了，很多人都非常喜欢这种拍摄方法，每次春分、秋分的时候，这座天桥上都挤满了拍摄者，也有初中的同学在拍摄，年龄跟大家差不多。
虽然你们还没有开始上物理课，但以大家的科学思维和能力，我相信去了解太阳、月亮的升落规律是完全没问题的，甚至你们可能还会发现一些新的更有意思的拍摄点。
北京西六环有一座定都阁，这是太阳从定都阁落下时的景观，每年我们有若干次机会拍到太阳和定都阁重合的景观。
这是中央电视台，旁边有一座天桥，通过科学摄影的方法，我们计算出什么时候可以拍到太阳从远方直接落到楼缝隙里的照片。那么这是日出还是日落呢？
没错，是日落。
每年春分和秋分前后的日落期间，我们都可以尝试拍到这种景观。太阳是特别普遍的天体，我们每天都会跟它打交道，但即使是每天都见到的太阳，我们也必须要了解它不同的升落规律后，才能拍摄到你想要的作品，这就是科学和艺术的结合。
第一眼看到这张照片，大家的第一反应是——哇，好大的太阳！为什么这张照片中的太阳显得特别大？是因为我拍得很满吗？不完全是。是因为下面站着一个人。我们经常说眼见为实，但有时，眼睛看到的未必都是真实的。
光线进入人眼后，大脑会进行成像，而这个过程有很大的主观成分，大脑在一定程度上会调整你看到的图像的感觉。而人常常依靠对比形成认识，比如说某个人是高是矮，是白是黑，往往是我们经过和周边环境进行对比后才得出的认识。
人的形象我们很熟悉，所以大脑也觉得人的形象大小差不多。当你看到这张照片的时候，大脑告诉你的不是正常大小的太阳配上一个人，而是一个正常大小的人配上了巨大的太阳，这就是利用视觉科学形成的感官。
要想拍到这样的作品也是很不容易的，我们要精准地计算太阳落下的位置，要让这个人正好在这个位置。
大家能猜到拍摄的时候这个人离我有多远吗？大概有800米。从800米外看一个人，其实他会显得非常小，这就衬得太阳特别大了。这张照片也被选用为《中国国家地理》当年的一期封面照片。
照片中的这位同学也非常辛苦，被我们指挥跑到800米之外，不断地做着各种动作。
平时，大家不太容易觉察到太阳、月亮短时间内的运动状况，实际上它们运动得非常快，太阳的直径约为139万千米，那么它走完自身直径这么长的距离需要多长时间呢？
只需要两分钟。为什么是两分钟？大家也可以当成一项课后作业，回去算一算。
只要两分钟，太阳就落下去了，留给我们拍摄的窗口期其实非常短，只有三四分钟的时间。我用对讲机指挥这个人向左走、向右走，跳……让他做各种各样的动作，最后拍到想要的效果。
看，你必须具备科学的思维、科学的素养，才能将人和物完美地结合在一起，创作出有意思的影像。
如何在摄影中巧妙地运用科学思维
刚才说过，人的视觉依靠对比呈现，所以如果你想把太阳或月亮表现得很大，那就让前景尽可能小。这两张照片中的建筑物是同一个建筑物，但左边是距离6千米拍的，右边是距离35千米拍的。
经过对比我们就会觉得，右边的楼显得特别小，太阳显得特别大。人的视觉就是依靠对比去形成感受的，你的大脑依靠对比，然后告诉你什么是大，什么是小。
具体怎么拍摄呢？我给大家介绍一个非常简单的法则——120倍法则。
比如有位同学虽然才上初一，但个子很高，已经2米了。如果想把这位2米高的同学拍的跟太阳一样大，需要离他多远去拍摄呢？需要240米，也就是用2乘以120。
我们可以用这个方法去拍一栋楼、一座山、一辆汽车……只要你离这个物体的距离是它高度的大约120倍，拍出来的效果就跟太阳或月亮的大小差不多了。至于为什么是120，大家可以用初级三角函数的概念去计算一下。
运用这种方法我们进行了很多拍摄。照片中的亭子是景山公园的万春亭。2019年年初有一次日偏食，经过计算后，我们在北海公园用长焦镜头拍到了这张照片。
我们还拍到了飞机和太阳在一起的照片，拍到了月亮和北京CBD在一起的照片。
这组照片中的CBD看起来和平常不太一样。因为当时我的拍摄距离非常远，当时我在距离CBD25千米以外的地方拍摄。
那是去年5月份，北京已经连续刮了几天大风，大风让北京的天空显得极为通透，又赶上满月，我就想能不能找到一个位置把满月和CBD拍在一起。经过计算，我知道月亮大概从东偏南20度的地方升起来。
那么，什么位置既能看到CBD，又能让满月看上去好像从CBD背后升起来呢？经过寻找，我发现香山是最佳选择。
我开车前往香山，在一个非常偏僻的路段找到了符合拍摄角度的地方。站在那个地方，我感觉整个北京城都在我眼前展开了。能拍到这组照片，我自己也很感动。这张照片被选为2018年9月《中国国家地理》杂志的封面照片。
日常生活处处是景
我们日常生活的城市里有很多美丽的景色，有很多科学知识是我们触手可及的。我比大家年长很多，几乎走遍了全世界七大州、四大洋，也去过南极和北极，虽然我去过这么多地方，但我仍然认为自己的根在中国，在北京。
我觉得，你不用走得很远，因为你的周围就有很多美值得你去挖掘，值得你去表现。如果你有更好的科学知识和科学素养，你就可以更好地表现这些美。
大家一定听说过超级月亮，但你们看看这张月亮的照片，觉得看着舒服吗？是不是觉得不舒服，很别扭？
这是因为它将一个用广角拍的非常广的地景，叠加到了一个用长焦拍的月亮上，所以看起来非常不舒服。这种拍摄方法我们并不推崇，因为它改变了自然原来的样子，自然本来不是这样的。
再来看这张照片。这张照片第一眼看上去还有点儿意思，但大家都很熟悉鸟巢，它位于北京的北边，月亮是无论如何都不会出现在正北方向的，这违背了天体和地面物体之间的关系。
这不是科学摄影，我们也不推崇这种摄影方法。真实的照片和虚假的照片一对比，你就能感受到更自然更真挚的美。
如何形成科学摄影的独特思维
很多人问我，如何形成科学摄影的思维。其实我并不是专业的摄影师。大学时我修的理工科专业——清华大学电子工程专业，我接受了很多年的理工科训练，后来我又喜欢上了摄影。
我就想，怎么能把摄影艺术和之前接受过的工程、数理教育结合起来。2009年的一个机会让我的这个想法更加明确下来。
《Science》是全世界著名的顶级学术期刊之一，2019年他们想刊发一篇关于中国风电的封面文章，需要一张封面照片，这张照片既要包含中国元素，又要有风电元素。
因为他们的图库里没有这样的照片，所以经过各种各样的途径后，他们找到了我。
我接到拍摄需求的时候只剩下两周时间了。我想，照片中的中国元素用什么呢？用中国字？对方说不行。那就用中国的古建筑吧。
北京周边有什么地方既有古建筑又有风电厂呢？官厅水库。于是我在那里拍到了第一张照片。路上还给一位老大爷顺手拍了一张。第一周结束之后，我把照片发给了《Science》编辑部，没想到，他们很喜欢我拍的老大爷的那一张，说用这张就可以了。
但我又申请了一周的时间。因为我觉得，2009年中国人的精神面貌不是赶着驴车的老大爷所能呈现出来的，我要求再给我一周的时间，我一定能拍到更满意的照片。他们给了我这个机会。
我想最能代表中国的元素可能还是长城，于是就想着什么地方能拍到长城和风电。真的太难了，当时没有任何信息可供我参考。我只能不断查资料，看什么地方有风电厂，附近还有长城，我该如何将它们结合在一起。
后来，我终于在山西和内蒙古交界的右玉县找到了这样一个地方。为防白跑一趟，我提前用卫星地图看了看这个地方。
大家从卫星地图上能看到，从右上到左下斜着弯曲的就是长城，这是一段明朝的长城。上面有影子的几个点就是风车。看到卫星图后，我就基本确信，我能在这里拍到以前从没有人拍到过的照片。
后来我驱车1000多千米，终于到了那里，并且顺利完成了拍摄。
这件事情给了我特别强烈的冲击，以前拍照片，玩摄影，很多人都说要等、要碰，实际上不是这样的。
如果你有科学知识、科学方法，就可以把以前需要等、需要碰的那些所谓机缘巧合下才能拍到的影像，变成你自己能掌握，自己能主动去创作的一种影像。
所谓科学摄影，就是用科学的方法去指导摄影。同时，用科学摄影拍到的照片，比如那张“长安街悬日”，还可以成为非常好的科学传播工具，这就是我们说的科学摄影，这也是我非常喜欢科学摄影的原因。
科学摄影能给你带来很多不一样的认识，这张照片拍摄于一个夏雨后的定都峰，照片是从西往东北方向拍的，我们能看到北大未名湖旁的博雅塔，能看到奥林匹克塔，能看到盘古大观，还能看到东北方向的山。
很多人会疑惑，为什么北京的东北方向还会有山呢？其实，这些山是北京平谷区的山。也就是说，我们已经隔着整个北京城看到了位于平谷的山。
山上还有一些线条，看上去好像是长城。这是哪儿的长城呢？是位于天津蓟县的长城。整张照片的清晰度非常高，视野最远处离我的拍摄点有160千米。
为什么我能把握住这个难得的拍摄机会？就是因为我选在了雨后空气最为通透的那个时间段，那时北京的PM2.5只有2～3。
这也告诉大家，如果你想拍摄欲穷千里目的照片，不但要更上一层楼，还要选择雨后或者大风后空气最为澄净的时期。
下面这张照片拍摄于河北张家口，亮着光的是200多千米以外的北京城。
科学摄影能让我们将彗星和长城拍在同一个画面中，能告诉我们彩虹其实是一个圆圈而不是一个弧。
科学摄影能帮你拍到水面倒映着的星轨。
能帮你拍摄到最美的日月星辰。比如下面这张拍摄于北极的日全食，那时我们在冰原上徒步3个小时才找到一个合适的拍摄点。
科学摄影可以帮你拍摄到特别美的流星雨。比如我冒着零下20多度的低温，拍摄于北京古北口长城下的流星雨照片。
最后我想分享一下我的座右铭，也是庄子说过的一句话：判天地之美，析万物之理。
如果你有科学的思维，能把科学和艺术结合起来，你既能够认识到宇宙万物运行的道理，同时又能记录和表现它的美好。
转自：https://www.huxiu.com/article/339216.html
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