Okolice nauki

Wszystkie ciała niebieskie w Układzie Słonecznym doczekały się 
bogatej dokumentacji fotograficznej. Obejmuje ona zdjęcia 
robione na przestrzeni niemal stu lat.

Robert Malikowski

Fotografia jest techniką otrzymywania obrazu poprzez naświetlanie materiałów światłoczułych, która rozwinięta została w drugiej połowie XIX wieku jako nowa dziedzina sztuki. Uczeni szybko jednak odkryli niezwykłe możliwości, jakie stwarza fotografia. Wcześniej przeciętny naukowiec mógł polegać tylko na przysłowiowym „szkiełku i oku”. Fotografia, rejestrująca zjawiska w czasie jego trwania, umożliwiała utrwalenie ulotnych wrażeń. Po latach rozwoju osiągnięto niebywałe efekty. Współcześnie nie tylko potrafimy rejestrować zjawiska zachodzące bardzo szybko (lot pocisku wymaga czasu naświetlania ok. 1/1 000 000 s) lub bardzo wolno (fazy rozwoju rośliny), możemy też obserwować rzeczy niewidzialne gołym okiem. Przy zastosowaniu specjalnych technik możliwe jest także fotografowanie obiektów niewidocznych w normalnym, słonecznym oświetleniu. Nie sposób omówić wszystkich dziedzin nauki, w których fotografia jest wykorzystywana ani wszystkich urządzeń i technik. Warto jednak przyjrzeć się najbardziej spektakularnym osiągnięciom i niewykorzystanym szansom.

TAJEMNICA WENUS

Gęste chmury okrywające planetę powodują, że panuje tam klimat mrocznej, tropikalnej dżungli. Jest wilgotno i ciepło, a więc warunki do powstania życia są nader sprzyjające. W dodatku Wenus jest wielkością najbardziej zbliżona do Ziemi. A że kręci się w drugą stronę... No cóż, nie można mieć wszystkiego. Takie i inne wyobrażenia o Wenus panowały przez długi czas po jej odkryciu, pobudzając wyobraźnię naukowców i autorów powieści SF. Narzędzia badawcze, którymi dysponował człowiek, nie pozwalały na wniknięcie w głąb atmosfery planety. Tajemnica Wenus odkryta została dopiero przez „Wenerę” – radziecką sondę, która wylądowała na powierzchni planety w 1970 roku zapoczątkowując jej badanie. „Wenera” zbadała panujące na Wenus warunki klimatyczne i przekazała na Ziemię pierwsze w historii zdjęcia powierzchni planety. Ukazały one ponurą prawdę: wyjałowiony, pustynny krajobraz oświetlany światłem w różowym kolorze. Przy temperaturze dochodzącej do 500 st. C i wysokim poziomie szkodliwego promieniowania, żadna żywa istota nie miałaby szans na przeżycie. Mit prysł. Po Wenus przyszła kolej na następne tajemnice.

Systematyczne wykorzystywanie fotografii w badaniach kosmosu stało się z czasem niezbędną i podstawową techniką badawczą. Wszystkie ciała niebieskie w Układzie Słonecznym doczekały się bogatej dokumentacji fotograficznej. Obejmuje ona zdjęcia robione na przestrzeni niemal stu lat. Na początku wystarczał zwykły aparat fotograficzny. Mocowano go do teleskopu i kierowano taki zestaw w stronę interesującego obiektu. Fotografowanie w takich warunkach było zajęciem bardzo uciążliwym i nie zawsze dającym pożądane efekty. Czas naświetlania na typowych błonach fotograficznych mógł wynosić nawet kilkadziesiąt minut, a ziemska atmosfera wprowadzała zniekształcenia obrazu.

Umieszczenie aparatury poza Ziemią, na pokładach statków, sond i satelitów wysyłanych w kosmos, było przełomem. Począwszy od pierwszych lotów kosmicznych, wszystkie amerykańskie misje załogowe miały w programie fotografowanie Ziemi i obiektów w kosmosie. Dziś na internetowych serwerach NASA można znaleźć imponującą kolekcję tysięcy zdjęć będących plonem tych wypraw. Oprócz nich są tam zdjęcia wykonywane przez sondy kosmiczne i satelity, a od niedawna przez umieszczony na orbicie teleskop Hubble’a. Zdjęcia z kosmosu, obok informacji o najdalszych znanych człowiekowi zakątkach wszechświata, dostarczają nam wiedzy na temat naszej planety. Dzięki nim badane jest zanieczyszczenie środowiska naturalnego oraz monitorowana wielkość dziury ozonowej nad Antarktydą, meteorolodzy zaś mogą przepowiadać pogodę.

Fotografia z pokładów pojazdów kosmicznych wykorzystywana jest najszerzej w astronomii. W takiej postaci utrwalane są obrazy obiektów kosmicznych, od wielkich galaktyk do małych asteroidów. Ułatwia to późniejszą analizę i śledzenie zmian. Fotografia ma więc w astronomii ogromne znaczenie. Widać to choćby na przykładzie dziejów badania poszczególnych planet Układu Słonecznego. Dokumentacja fotograficzna pozwoliła np. na opracowanie map ich powierzchni. A w przypadku Saturna dopiero po dokładniejszej analizie dostrzeżono, że jego słynnych pierścieni jest nie siedem, jak wcześniej sądzono, lecz... kilkaset.

Jednym z najtrudniejszych obiektów badawczych zawsze było Słońce. Jego duża jasność sprawia, że bezpośrednia obserwacja jest niemożliwa. Bardzo efektywną metodą okazało się fotografowanie go w zakresie promieniowania UV, obficie przezeń wydzielanego. Stwierdzono w ten sposób, że powierzchnia naszej gwiazdy jest niejednolita. Występują na niej bowiem gigantyczne struktury konwekcyjne związane z wymianą energii pomiędzy warstwami powierzchniowymi i głębokimi. Fotograficzna rejestracja aktywności Słońca w zakresie różnych rodzajów promieniowania niewidzialnego jest obecnie jednym z najważniejszych sposobów pozyskiwania materiału badawczego o tej gwieździe.

JAK ONI TO ROBIĄ?

W fotografii z kosmosu stosuje się niezwykle wyrafinowane instrumenty, pozwalające otrzymać obrazy zjawisk niemożliwych do zaobserwowania w tradycyjny sposób. Nośnikiem jest coraz rzadziej błona fotograficzna (w sondach i satelitach już nie stosowana). Zastępuje się ją czujnikami rejestrującymi określony zakres widma (ultrafiolet lub podczerwień). Dodatkowo, w razie potrzeby, promieniowanie widzialne jest odcinane za pomocą filtrów. Otrzymane obrazy są monochromatyczne, dlatego też barwi się je sztucznie w celu lepszego zobrazowania zjawisk. Przy fotografowaniu obiektów w kosmosie z Ziemi konieczne jest uwzględnienie ruchu pozornego sklepienia niebieskiego, wobec czego przy długich czasach naświetlania stosuje się urządzenia poruszające teleskop w miarę ruchu obiektu.
Z pewnością najbardziej frapującym instrumentem optycznym jest teleskop Hubble’a. Został on zbudowany według bardzo prostej koncepcji. Jest to długa na 13 metrów rura, zawierająca to, co zwykle w teleskopie się mieści: lustra i soczewki. Z boków „Hubble” ma coś, co wygląda jak skrzydła, ale w istocie są to wielkie baterie słoneczne. Od tyłu do teleskopu podłączony jest moduł zawierający urządzenia do fotografowania, a ściślej – do rejestracji obrazów. Oprócz cyfrowego aparatu fotograficznego są tam bowiem instrumenty czułe na widmo od ultrafioletu do podczerwieni. Otrzymane obrazy są przesyłane na Ziemię. Ponieważ teleskop umieszczony jest w próżni kosmicznej, zapewnia pełną niezależność od warunków atmosferycznych i najlepszą możliwą jakość zdjęć.

TRUDNE ŻYCIE FAŁSZERZY

Całun turyński jest obiektem muzealnym fotografowanym przez naukowców najczęściej i najbardziej wnikliwie. Wszystko zaczęło się od zdjęcia z roku 1898, które było dowodem, że na tkaninie znajduje się negatywowe odbicie ciała ludzkiego. Od tego czasu całun był fotografowany wielokrotnie dla potrzeb dokumentacji przeprowadzanych ekspertyz, ale zdjęcia stanowiły również samodzielny materiał badawczy. Do badań całunu w roku 1978 zastosowano techniki fotografii w obszarze światła widzialnego i w ultrafiolecie. Te ostatnie wykazały istnienie fluorescencyjnej aureoli wokół plam znajdujących się w miejscach, gdzie ciało zostało uszkodzone w wyniku urazów. Aureole są prawdopodobnie pozostałością osocza krwi. Te i inne wykonane wówczas badania pozwoliły na potwierdzenie autentyczności całunu. Wcześniej pojawiały się przypuszczenia, że wizerunek jest dziełem artysty.

Techniki fotograficzne tego typu są również bardzo pomocne w badaniach dzieł sztuki. Zawód fałszerza staje się przez to coraz trudniejszy. Dawniej mistrzowie tego fachu stosowali niezawodne metody. aby postarzyć obraz, wkładali go tuż po namalowaniu do pieca, a potem przenosili do lodówki lub na mróz. Farba nie wytrzymywała kurczenia się deski lub płótna i pękała. Podrabianie stylu znanego mistrza również przynosiło znakomite efekty. Marszandzi z kolei często zamazują nazwisko mniej znanego ucznia i zastępują je nazwiskiem mistrza. Zmiany na istniejącym obrazie to najczęstsza forma fałszerstwa. Techniki fotograficzne umożliwiają wykrycie fałszerstw i prześledzenie historii obrazu. Najczęściej stosuje się do tego makrofotografię i mikrofotografię. Fotografowanie detali obrazu w dużym powiększeniu pozwala zaobserwować naturalność powstałych pęknięć, a także prześledzić sposób prowadzenia pędzla przez malarza. Ponadto, przy silnym powiększeniu można w ten sposób zaobserwować cechy charakterystyczne pigmentu, który, jak wiadomo, zmienia się wraz z okresem czy szkołą, z jakiej pochodził artysta. Mikrofotografia odgrywa ważną rolę przy stwierdzaniu autentyczności podpisu. Trudno jest podrobić podpis na starym malowidle. Spękania farby układają się w charakterystyczny wzór. Próba zrobienia sygnatury może się skończyć tym, że farba wleje się do najmniejszych szczelin, co będzie stanowić ewidentny dowód fałszerstwa.

Fotografia dzieł sztuki w podczerwieni jest wykorzystywana dzięki właściwościom promieniowania w tym zakresie widma. Przenika ono w różnym stopniu przez różne substancje. Umożliwia to sprawdzenie, czy pod warstwą wierzchnią malowidła nie kryje się jakaś warstwa głębsza. Można w ten sposób wykryć namalowanie jednego obrazu na innym czy też zamalowane sygnatury. Możliwe również jest prześledzenie faz powstawania obrazu, a także „poprawek” stosowanych by nadać mu lepszy wygląd. Fotografia w podczerwieni pozwala też na analizę pigmentów farb, jakimi został namalowany obraz. Pigment jest substancją odpowiedzialną za tworzenie koloru. W zależności od okresu historycznego, szkoły, a nawet malarza ten sam kolor uzyskiwano za pomocą różnych pigmentów. Ponieważ każdy pigment widziany w podczerwieni wygląda inaczej, fałszerz musi być perfekcjonistą w swoim fachu, aby namalować falsyfikat dzieła stosując te same rodzaje pigmentów, co mistrz albo żeby przypadkiem nie nanieść poprawek retuszerskich na gotowym obrazie innym pigmentem niż na oryginale.

Z NOTATNIKA ANTROPOLOGA

Wioska na jednej z wysp Pacyfiku. Niewysocy, śniadzi mieszkańcy. Połów ryb w oceanie, uroczystości żałobne po śmierci bliskich, tańce rytualne... To wszystko i wiele innych wydarzeń pozostanie utrwalonych na zawsze w kolekcji niezwykłych fotografii wykonach autor w czasie naukowych pobytów na Wyspach Trobrianda, używając niezwykle prymitywnego, jak na dzisiejsze przyzwyczajenia, sprzętu, wykonał dziesiątki znakomitych technicznie zdjęć. Fotografia nie była dla Malinowskiego narzędziem badawczym, miała wyłącznie walor dokumentacyjny. Była sposobem ocalenia od zapomnienia obrazów ginącego świata. Niemniej jego zdjęcia pozwalają lepiej niż opis słowny wniknąć w lokalne realia. Stanowią tym samym cenny materiał badawczy uzupełniający inne rodzaje danych. Nieodległa jest chwila, gdy będą jedynym wizualnym zapisem kultury, która uległa procesom globalizacji.

Malinowski był jednym z pionierów wykorzystania fotografii w dokumentowaniu życia społecznego. Z okresu przed drugą wojną światową nie ma wielu fotograficznych dokumentów, które można by określić mianem wybitnych. Wiąże się to z brakiem podstaw teoretycznych do wykorzystania fotografii w naukach społecznych. Dopiero z czasem zdjęcia uzyskały rangę materiału badawczego. Dzisiaj badacze kultur pierwotnych standardowo wykorzystują fotografię jako ważne narzędzie swojej pracy.

Fotografie o charakterze społecznym, które powstawały w czasach Malinowskiego, robione były często w celach innych niż naukowe. Wśród najbardziej znanych dokumentów fotograficznych tego okresu zwracają uwagę dwa wielkie cykle zdjęć: cykl autorstwa Eugene Atgeta, który fotografował życie przedwojennego Paryża oraz gigantyczny zbiór tysięcy fotografii wykonanych w okresie wielkiego kryzysu rolnego w USA w połowie lat 30. Atget fotografował Paryż w latach 1898-1927. Nie zdawał sobie sprawy, że po latach jego zdjęcia staną się skarbnicą informacji dla socjologów, historyków i architektów. Na tysiącach obrazów znalazły się najróżniejsze sceny z życia wielkiego miasta: codzienne zajęcia ludności, ginące zawody, ulice i miejsca, których już nie ma. Atget, dzięki swojej pracowitości i zainteresowaniu szczegółem, utrwalił obraz całej formacji kulturowej i społecznej, ukazując ją w wielkim bogactwie. Jego zdjęcia nie były pomyślane jako materiał do późniejszych badań naukowych. Był po prostu ulicznym fotografem utrzymującym się z portretów. Sławy doczekał się dopiero po śmierci. Dziś jego prace zaliczane są do klasyki i stanowią cenne źródło wiedzy o przedwojennym Paryżu.

Kryzys w rolnictwie USA związany był z fatalnymi skutkami suszy. Spowodował dramatyczną sytuację w rolnictwie środkowych stanów. Rząd, który chciał wprowadzić reformy, potrzebował poparcia opinii publicznej. Dokumentacja fotograficzna skutków kryzysu miała na celu ukazanie trudnej sytuacji farmerów i zyskanie przychylności przy wprowadzaniu reform. Do realizacji projektu powołano specjalną służbę fotograficzną, której pracownicy w ciągu ośmiu lat wykonali niemal 300 tys. zdjęć. Nigdy przedtem ani nigdy potem żadne zjawisko społeczne i żadna klasa społeczna nie doczekały się dokładniejszej dokumentacji fotograficznej.

W Polsce fotografia społeczna doczekała się skromnej reprezentacji. Najbardziej znanym jej przedstawicielem jest Zofia Rydet. W latach 70. i 80. stworzyła ona cykl zdjęć pod nazwą Zapis socjologiczny. Prace te są cenne m.in. dlatego, że autorka świadomie zrezygnowała z jakichkolwiek elementów dynamizujących obraz i ustrzegła się estetyzowania, typowego dla fotografii artystycznej. Zdjęcia przedstawiają wnętrza mieszkalne wraz z właścicielami, siedzącymi bez ruchu i wpatrującymi się w obiektyw. Większość z nich wykonana została na wsi. Dzięki temu, w urządzeniu wnętrz i ubiorach można zaobserwować ścieranie się różnych stylów życia, ustępowanie tradycyjnej kultury polskiej wsi pod naporem społeczeństwa masowego. Zapis socjologiczny jest jednak nie tylko świadectwem zachodzących procesów społecznych, ale także materiałem badawczym wciąż czekającym na swojego odkrywcę.

Obiektywizm, który starała się stosować Zofia Rydet, jest jednym z najważniejszych i najtrudniejszych do zrealizowania postulatów w fotografii społecznej. To prawdopodobnie jedna z przyczyn, dla których, mimo istnienia ogromnych zasobów, materiał fotograficzny jest rzadko wykorzystywany w naukach społecznych. Aby fotografia mogła służyć naukowcom, musi spełnić jeszcze inny warunek. Obok obiektywności istotne jest precyzyjne ustalenie obszaru zainteresowań. Wówczas fotografowanie zastępuje notatnik badacza. W naukach społecznych fotografia ma przed sobą jeszcze długą drogę rozwoju, aby mogła stać się dojrzałą techniką badawczą.

Mgr Robert Malikowski, socjolog, absolwent Uniwersytetu Marii Curie Skłodowskiej w Lublinie.

Komentarze