作者丨飛蠓

嫦娥5號成功地登陸月面並採樣，引起了公眾新一輪對航天科技的關注熱潮。相關機構釋出了很多月面上實拍的照片，有細心的人發現，那些照片裡黑色的天空中似乎根本看不到星星。50年前，美國人登月時釋出的月面上拍到的照片裡也看不到星星，很多不明所以的人就以為這是假照片，現在中國發布的照片上也沒有星星，這些論調自然不攻自破。那麼，在月面上實拍的照片上為什麼看不到星星呢？

首先要說明的是，宇航員在月球表面上活動時是能看到星星的。他們報告說，當他們位於登月艙陰影區時能看到那些明亮的星星，而繞月飛行的宇航員在進入月球陰影區時則看到“天空中充滿了星星”（”The sky is just awash with stars”）。

那麼為什麼照片中卻看不到哪怕一顆星星呢？

答案充滿了禪意：人眼能看到的，照相機未必能照出來；而照相機能照出來的，人眼也未必能看到。

我們常說，人眼就是一個照相機，的確，人的眼睛和照相機有很多相似的地方：眼睛的瞳孔就好像照相機上的光圈，晶狀體就好像照相機的鏡頭，而視網膜則相當於照相機的感光元件。如果用相機引數來描述，那麼人眼是一個物理焦距5.7毫米（等效16毫米全副鏡頭）、光圈f2.1~f8.3、快門速度1/24秒的照相機。

這些引數看上去平平無奇，但眼睛強悍的地方之一是：它有著超廣的動態範圍（換算成相機標準大概有20檔），遠超膠捲（約8檔）和數碼相機（最好的大約10檔）。動態範圍（Dynamic Range）是一個攝影術語，就是攝影器材能記錄下的場景中最亮部分和最暗部分的亮度差值。如果一個攝影場景裡明暗差別（術語叫“光比”）超過攝影器材的動態範圍，那麼更暗的部分就表現為死黑，更亮的部分就表現為死白。

例如下面這張照片：

這是一張典型的高光比照片，室內非常暗，室外非常明亮，用相機拍這種場景，要麼室內一片漆黑，要麼室外一片光亮，就是因為這個場景的光比超過相機的動態範圍了。然而我們的眼睛在這種場合裡能夠輕鬆地同時看清楚室內和室外。

月面上恰好就是這種高光比環境。我們都知道月亮自身不會發光，在它的表面能看看清楚東西，只能靠別的光源來照亮，這樣的光源有兩個，一個是太陽，一個是地球，強烈的陽光和地光使月面上的物體非常明亮，有多亮呢？月面上反射的太陽光跑38萬千米，還能在地面上照出影子來。而天上的星星，雖然由於沒有大氣消光，在月面上看上去要比我們在地球上看到的星星要明亮一些，然而和月面上物體反射的太陽光比較還是極為微弱的，當星星和月面上的物體出現在同一個場景中時，它們的光比超過了攝影器材的動態範圍，如果攝影器材拍到的照片能正確呈現月面上的物體，則必然會使天空呈現死黑，反之，如果能正確呈現月面上的星空，則必然是月面上的物體呈現死白。而目前人類在月面上拍攝的照片，總是以正確呈現月面上的物體為目的，所以我們在這樣的照片上看到的天空總是一片漆黑了。

還記得本文剛開始提到的那句話嗎？人眼能看到的，照相機未必能照出來；而照相機能照出來的，人眼也未必能看到。照相機雖然動態範圍不如人眼，然而它的曝光時間可以遠遠超過人眼，畢竟人眼最多隻有1/24秒的曝光時間，這就使它能夠捕捉到人眼根本看不到的闇弱光線，例如筆者用相機曝光30秒拍到的星空照片：

就記錄下暗至10等的闇弱恆星，這是人眼根本看不到的。如果月面上的攝影器材也用這樣的引數來拍照，拍星星是沒有任何問題的，當然，如果畫面裡同時還包含了月面上的物體，那麼它很大機率已經亮到發白了。

（完）