拉米示·拉斯卡：万亿分之一秒摄影

爱哲顿博士用这张子弹击穿苹果的照片 激起了我们的敬佩和好奇， 这张照片的曝光时间只有一百万分之一秒。 但现在，五十年后，我们可以再快一百万倍， 也就是不仅在一百万分之一秒， 或者十亿分之一秒， 而是在万亿分之一秒见捕捉到世界。

现在我给你展示一种新型照相技术， 叫做飞秒成像， 这是一种技术太快以至于 它能捕捉到光的运动。 所以用这个技术，我们可以制造 能看到光路拐角的照相机， 能看到视野之外 或者不用X光就能透视我们身体的照相机， 这种相机挑战了我们关于照相机的定义。

现在，如果我用一个激光笔， 并且在万亿分之一秒内开关一次—— 也就是几飞秒—— 我就会制造一些光子， 这些光子仅仅是几毫米宽， 并且这些光子，像子弹一样， 会以光速前进， 也就是比子弹速度高一百万倍。 现在，如果你把这个子弹，这些光子 打入这个瓶子里， 这些光子会怎么样撞击瓶子？ 光在慢动作下会是什么样？

现在，着整个事情—— （鼓掌） （鼓掌）

现在，请记住，这整个事情 其实是在一纳秒内发生的 ——也就是光走的时间—— 但现在我再把这个录像放慢一百万倍 让你看到运动中的光。

但可口可乐可没有资助这个实验。 （笑声）

现在，在这里有很多事会发生， 所以让我一件一件的展示。 现在，光束进入瓶子，也就是我们的子弹， 穿过瓶子， 并且在内部散射开来。 一些光流了出来，到了桌子上， 所以你开始看到这些波纹。 许多光子最终到达了瓶盖处 并且向四周散去。 你能看到，这里是一个空气泡， 它在里面反弹。 同时，波纹也到了桌子上， 并且因为在顶部的反射， 你能看到在瓶子底部，几帧之后， 反射汇聚了。

现在，如果你用普通的子弹 走同样的路程，平且放慢视频， 同样是一百万倍，你知道 你需要等多久来看到这个全过程吗？ 一天，一周？实际上，是一年。 这当然会很无聊 （笑声） 一个慢的，普通的子弹运动录像。

但一些静物照相又如何呢？

你可以又一次看到波纹在桌子上展开， 背景是西红柿和墙。 这就像在水池里扔一块石头。

我想，这就是自然如何绘制的西红柿， 一飞秒一飞秒， 但当然我们眼睛看到的是整体的结合。 但如果你在看一下这个西红柿， 你就会注意到，当光在西红柿上走过时， 它一直在闪耀。它并没有变暗。 为什么？因为西红柿熟了， 并且光在西红柿内部反射， 在几万亿分之一秒后出来。 所以，在未来，当飞米成像相机 在你的手机里的时候， 你就可以去超市， 不用摸就能检查一下水果是否熟了。

那么，我在麻省理工学院的团队是怎么做出这个相机的呢？ 现在，作为摄影师，你知道， 如果你想要短时曝光，你只有一点点光， 但我们需要比最短的曝光时间 快一百万倍， 所以你几乎得不到任何光。 所以，我们做的是， 把这些光子送进去，并重复百万多次， 每次都以极好的同步录像， 然后从几个GB的数据中， 我们“编织”起来一幅图， 而这幅图就是你们之前看到的。

并且我们把所有的原始数据到算进去时， 进行很有趣的处理。 现在，超人能飞。 一些其他英雄能隐身， 但想象一个未来的超人： 他能看到拐角后面的东西。 这原理是我们可以把一些光打到门上， 这些光会反射进入房间， 一些会返回到门上， 然后进入照相机， 这样我们就可以利用这些光的反射。

这可不是科幻片。我们真正的做出来了。 在左边，你看到了我们的飞秒成像相机。 在墙后面有一个人体模型， 我们将进行光反射。

所以，在我们的论文发表 在《自然》上后， 它被推荐到自然的官网上， 然后他们创造了这个动画。

（音乐）

我们将要发射这些光子弹， 它们将要撞击这个墙， 并且因为这束光 会散射到各个方向， 一些会最终打到我们的隐藏的假人上， 并且会继续散射， 知道这个门也会反射 一些光， 而一部分光会最终 返回到相机里，但最有趣的是， 他们会在略微不同的时间到达。 （音乐）

而且因为我们有一个可以运行如此之快的相机， 也就是我们的飞秒相机，这个相机就有一些特别的能力。 它有很好的时间分辨率， 并且可以以光速捕捉世界。 所以这样，我们不仅知道相机到门的距离， 同时知道到隐藏物品的距离， 但我们不知道哪个点 对应哪个距离。 （音乐）

通过用激光，我们能记录一个原始的照片， 也就是你们在屏幕上看到的这个，好像没什么意义， 但然后我们会拍很多照片， 很多很多，放到一起， 然后分析光的反射， 现在我们能看到那个隐藏的物体了吗？ 我们能立体的看懂吗？

这就是我们的模型重建。 （音乐） （音乐） （音乐） （掌声）

现在我们在把他们应用到生活中 还有一些路要走， 但在未来，我们可以把这个技术放到车里， 这样车就能防止碰撞，因为他们能看到拐角， 或者我们可以搜寻幸存者， 因为我们能看到在窗户上反射的光， 或者我们可以建造透视仪， 来看到身体里的情况， 我们甚至可以透视心脏。 但当然，由于各种组织和血液的干扰， 这回相当困难， 所以我们呼吁科学家来真正重视飞秒成像， 把这个技术作为一种 解决下一代健康问题的新模型。

现在，就像爱哲顿博士，一个科学家， 科学变成了艺术，一种高速摄影艺术， 而且我意识到我们每次 收集到的大量资料 不仅是科学成像， 而且还是一种新的计算性摄影， 这种技术蕴含了时间延迟和彩色编码， 我们看这些波纹。 记住，这些波纹之间的时间 仅仅是几个万亿分之一秒。

但有些有趣的事正在发生， 当你看到这些盖子下的波纹时， 他们正在离我们远去。 但这些波纹应该向我们移动。 发生了什么？

结果是，因为我们在以接近光速 来录这些东西， 我们有一些奇怪的现象， 爱因斯坦会相当高兴看到这些图片。 事件发生的顺序 在相机里有时候被反转了， 所以通过对应时间和空间的扭曲， 我们可以修正这个扭曲。

所以不管是看到拐角， 还是为下一代制造健康影像， 还是增加新的可视化， 自从我们的发明， 我们就已经把所有的资料和细节放到了我们的网上， 并且我们希望，这个DIY，这个创意的研究团体， 可以告诉我们 我们不应该再迷上高像素——（笑声）—— 而开始关注成像技术的另一个维度。 时间差不多了。谢谢。 （掌声） （掌声）