Искусство фотографии и наука шли рука об руку с тех пор, как Луи Дагер использовал свою коллекцию окаменелостей в качестве субъектов для одного из дагерротипов, то есть фотографических процессов. Фотография внесла вклад в развитие научного знания, углубив наше понимание мира. Благодаря фотографии мы смогли увидеть то, что не способен заметить человеческий глаз.

1. Движение лошадиных ног при галопе

 

В 19-м веке шли бурные споры о том, отрывает ли лошадь при галопе все четыре ноги от земли или поднимает их поочерёдно, как при беге рысью. Внести ясность вызвался промышленник и бывший губернатор Калифорнии – Леланд Стенфорд.

В 1878-м году, чтобы сфотографировать кобылу Салли Гарднер, нанятый Стенфордом фотограф Эдвард Майбридж установил 24 камеры, которые щёлкали затворами при каждом движении копыт лошади, на которой скакал жокей со скоростью 57 км в час. Результатом стала широко известная серия снимков. Кроме того, Майбридж изобрёл зоопраксископ – аппарат, позволяющий сделать последовательные фото, которые при склейке превращаются в небольшой фильм. Обладая этими знаниями, он, наконец, смог ответить на волнующий вопрос: в процессе галопа все четыре копыта лошади одновременно оказывались в воздухе.

После этого Майбридж создал сотни моушн-фотографий с животными, включая человека. Сегодня учёные, аниматоры и художники пользуются плодами его работы, которые называют серией «Животные в движении».

Задолго до появления технического прогресса и покадровой съёмки Майбриджа, люди зарисовывали движение животных и человека. Венгерские учёные пришли к выводу, что доисторические наскальные рисунки были очень точны в изображении движущихся объектов.

 

2. Приземление кошек на лапы

Этьен-Жюль Маре был физиологом и фотографом. Он, как и Майбридж, использовал покадровую съёмку, чтобы заснять движущиеся объекты. Кроме того, он изобрёл фоторужьё (похожее на дробовик с плёночной конструкцией), которое было способно снимать 12 кадров в секунду. Благодаря этому Маре мог изучить анатомию движения животных и их скелетов.

 

Одна из самых известных серий фотографий Маре пользовалась большой популярностью на YouTube, когда он только открылся, что неудивительно, ведь она называется «Первое видео кошки». Ставя свой эксперимент Маре хотел получить представление о движении кошачьего тела во время падения. В 1880-х он сделал множество последовательных снимков падения и приземления кота на лапы. Маре узнал, что кошка обладает специальным механизмом управления тела в воздухе: при падении она выкручивается, вытягивает лапы и приземляется на них. Однако многие учёные того времени даже при наличии этих доказательных фото были настроены скептически. Генри Р. Миллер и Льюис Х. Уид в 1916-м году подвергли сомнению выводы Маре. Для эксперимента они закрыли кошкам глаза и удалили их вестибулярные аппараты. В результате животные хоть и падали на землю без скручивания, но всё равно приземлялись точно на лапы.

 

3. Как летают птицы, летучие мыши и насекомые

Ещё одной страстью Этьена-Жюля Маре было изучение механики полёта насекомых и птиц. Его первое исследование не было фотографическим — он создал аппарат под названием «воздушный пантограф», который использовал для слежения за полётом стрекоз и птиц. Таким образом, Маре измерил эллиптическую траекторию взмаха их крыльев, что внесло большой вклад в современное понимание полёта. Кроме того, Маре был крайне заинтересован исследованием возможности человеческого полёта, поэтому старался понять способ полёта птиц.

Этьен-Жюль был рад прочесть на страницах журнала «Nature» об исследованиях Эдварда Майбриджа галопирующей скаковой лошади Салли Гарднер. Он решил поделиться своими орнитологическими находками с Майбриджем. Маре считал, что визуальное решение было бы идеальным способом познания тайны аэродинамики животных. Майбридж отвечал Маре, что фотографировать птиц в полёте будет хоть и сложно, но вполне возможно. Сам он в то же время пытался построить самолёт с фиксированным крылом в сотрудничестве с энтузиастом авиации Виктором Татином, но не добился в этом особого успеха.

Маре разочаровался в подходе Майбриджа и организовал свои собственные эксперименты, в которых использовалась хронофотография. При помощи различных приспособлений фотографу всё же удалось визуально задокументировать птичий полёт. Братья Райт помогли Маре издать книгу «Полёт птиц» в 1890-м году, которая включала фотографии, диаграммы, зарисовки, исследования, а также их первые успешные полёты. К сожалению, учёный так и не дожил до момента, когда самолёты заполонили небо: он скончался в мае 1904-го года вскоре после того, как братья Райт совершили свой первый удачный полёт.

4. Как лопаются пузыри

 

Люсьен Буль был одним из ассистентов Этьена-Жуля Маре и возглавлял Институт Маре после его смерти. Первоначальный интерес Этьена-Жуля к фотографии был инициирован увлечением физиологией, но его исследования охватывали и такие аспекты физики, как волновое движение и аэродинамику. Буль продолжил изучение этих областей.

Буль изобрёл высокоскоростную камеру, которая позволила ему в 1904-м году сфотографировать, как лопаются мыльные пузыри. Изображения показывают последовательную съёмку того, как мыльный пузырь сначала увеличивается, а затем уменьшается и лопается, рассыпаясь на множество брызг. Вклад Буля в механику жидкостей и газов дал исследованиям новые важные знания об этом явлении.

5. Организмы, живущие на дне океана, в километрах от поверхности воды

 

 

Гарольд Юджин Эдгертон был увлечён съёмкой моментов, невидимых для человеческого глаза. Его наиболее известная серия фотографий носила название «Как сделать яблочное пюре в МТИ» (Массачусетском технологическом институте), демонстрировавшая пролетающую сквозь яблоко пулю. Ещё одно фото под названием «Капля молока» показывало, как брызги и капли разлетаются после удара жидкости о твёрдую поверхность. Кроме этого, Эдгертон интересовался возможностью фотографировать места, куда не ступала нога человека.

Учёный сотрудничал с одним из исследователей морских глубин Жаком Ивом Кусто. Они создали камеру, способную выдерживать давление воды в пять с половиной тонн на 3 квадратных см. Они также разработали звуковую систему, улавливающую любые колебания, чтобы показать, насколько низко опустилась камера.

Когда в 1956-м году камеру удалось спустить на глубину в 7500 м над поверхностью воды, они сделали снимок, на котором запечатлено, что даже на такой глубине в океане кипит жизнь. В 1960-м году Жак Пикар и Дон Уолш спустились в батискафе на глубину почти в 11000 м. Они сообщили, что и на этой глубине обитает огромное количество организмов и живых существ.

6. Как выглядит ядерный взрыв

Эдгертон был также известен как фотограф, впервые запечатлевший атомный взрыв в первые миллисекунды. После Второй мировой войны Комиссия по атомной энергии заключила контракт с учёным, а также Кэннетом Гермесхаусеном и Гербертом Гриером для фотосъёмки испытаний ядерных бомб. Для того, чтобы заснять испытания, учёному трио необходимо было создать камеру с выдержкой от четырёх до десяти миллионных долей секунды. Камера должна была быть установлена в нескольких километрах от взрыва. Задача была выполнена блестяще: благодаря камере Rapatronic правительство получило информацию о том, как выглядит ядерный взрыв в первые мгновения.

7. Как выглядит Земля из космоса

 

Первые снимки Земли, сделанные из космоса, были сняты на настоящую плёнку. В 1935-м году воздушный шар Explorer 2 достиг рекордной высоты в 22 000 м над уровнем моря — достаточно для того, чтобы запечатлеть округлость Земли.

24 октября 1946-го года ракета V-2 была запущена с базы Уайт Сендс в Нью-Мехико. Она достигла суборбитального пространства, оказавшись на высоте в 105,6 км, и сделала первый снимок Земли из космоса. Хотя учёные были рады получить такое изображение, исследователь С. Фред Сингер, работавший в Лаборатории прикладной физики университета Джона Хопкинса, заявил в интервью для журнала «Авиация и космонавтика», что они не были заинтересованы в этих снимках, так как они представляли ценность для метеорологов, а не для исследователей космоса.