讓這些著名唱片封面又酷又美的，是背後那些物理學

知識 08-04

03:12

在流行文化中，科學和音樂的關係一直是很緊密的，酷玩樂隊有一首歌名就叫《The Scientist》，以至於你去谷歌搜索這個單詞的話，首先會跳出來的是這首歌的 mv。歌手藝人們喜歡在歌詞中運用科學術語，也喜歡在錄影中使用具有科學感的畫面，當然，他們的視覺標誌—— 唱片的封面，更是十分喜歡和各種自然學科，特別是物理學，攪和攪和。

The Scientist

A Rush of Blood to the Head

Coldplay

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《月之暗面》

彩虹光到底有幾種顏色？

Pink Floyd，The Dark Side of The Moon，1973

不知你有沒注意到前幾天網上流傳的一個海報，說是明年年初Pink Floyd要重新組在一起，於伊斯坦布爾舉行一場演唱會，後被闢謠。這充分證明了，歌迷對 Pink Floyd 的愛註定是永恆的，這支偉大樂隊 1973 年發行的《月之暗面》（Dark Side of The Moon）是有史以來最著名最經典的搖滾專輯之一，而這張唱片的封套也是一次科學和藝術最為完美的結合，無數歌迷閉上眼睛都能想得起來那個一束白光被稜鏡分解成彩虹穿出的畫面。

Pink Floyd

三稜鏡能夠將太陽光的光譜呈現出來，是物理學家艾薩克·牛頓在 1666 年通過色散實驗證實的現象，這個實驗被譽為史上最美的科學實驗之一。不過，你有沒有注意到，在《月之暗面》上從稜鏡右端出來的色帶一共是六種顏色，並不是我們常識中認定的七種？

這真的是好有趣，我查了一下，Quora 上面也有人問這個問題，有回答者開玩笑這樣才能更好地凸顯專輯音樂想要突出的精神疾病意味，亦即不健全。事實上這少了的一色要從色彩心理學角度給出答案。人類的眼睛有三種視錐細胞，這意味著我們能看到紅黃藍三種基本色，其餘的顏色則是混合而來。再加上光譜帶本身又是一個連續譜，因此彩虹色帶到底有幾種顏色，某種意義上可以說是一種主觀感受的結果。

如果去讀一讀牛頓的原著《光學》，他在「由於光線的拐折和由此產生的顏色的觀察」部分詳細地描述了實驗中的一些結果，你會發現，在書中如實的記載裡頭，有時候是發現了四種顏色，有時候是發現了五種顏色。但牛頓最終採用了紅橙黃綠藍靛紫七種顏色，可以說這屬於一種有意而為，或者說出於「七」這個數字對他而言的神秘意義，而現代物理學家很多擯棄了靛色，因為更簡單的色譜模型顯然更方便。再細心一點的人可能還注意到過，同志群體的彩虹旗也是六色的。

《未知的快樂》

潮爆了的天文學信號

Joy Division， Unknown Pleasures，1979

後朋克鼻祖Joy Division樂隊在他們短暫的組合生涯中推出過這張《未知的快樂》（UnknownPleasures，1979），由此名震江湖足以留名青史。不僅裡面的音樂是里程碑式的存在，專輯封面更是一個標誌性的廣為傳播的圖案。這張簡潔黑白圖像最初來自射電天文學家哈羅德·克拉夫特於 1970 年 9 月提交的博士論文《脈衝輪廓的無線電觀測和十二脈衝星的散射測量》，記錄的是天文史上第一顆被確認的脈衝星 CP 1919 的脈衝信號，周期 1.377 秒。《科學美國人》上的一篇文章曾專門就此封面談了談人類找到脈衝星的過程是多麼不易。

脈衝星是一種特殊類型的中子星。宇宙中的恆星，當它們燃料耗盡進入死亡之後，會有三種結果，中子星是其中一種。質量和太陽差不多的恆星會自身坍縮成一顆白矮星；質量至少比太陽質量大 20 倍的超巨星可能會形成黑洞；而質量介於上述兩者之間的恆星，在生命終結時會留下一個密度極高的中子星，它的引力是如此之大，乃至於質子和電子都合在一起變成了中子，一個比較直觀的方式可以用來理解一下這種壓縮的程度：質量大約相當於太陽的中子星，直徑僅約20公里。

Joy Division 樂隊

早在1934年就有人提出了中子星的假設，但在當時，觀察它們幾乎是不可想像的一件事，因為它們太小了，發出的電磁波微乎其微。

1967 年，當時還是一名博士生的女天文學家喬瑟琳·貝爾，發現來自狐狸星座當中的一顆星體會發出周期性的電波，他們還開玩笑給它取了個綽號叫做「小綠人 1 號」，因為這些信號猶如天外來客一樣讓人驚喜。後被證實是一種高速旋轉的中子星，由於這種星體本身存在著極大磁場，它的輻射只能沿著磁軸方向從兩個磁極區出來，這樣在其旋轉過程中，會如同燈塔探照燈一樣隔一段時間對著地球的方向掃一遍，脈衝現象由此而來。

不過有一點要補充說明一下，喬瑟琳·貝爾並未獲得應得的榮譽，1974年是她的導師休伊斯被授予了諾貝爾物理學獎，這一屆頒獎也被人叫做「沒有貝爾的諾貝爾」（no bell Nobel），以諷刺其不公正。

因為 JD 的緣故，CP 1919 的脈衝信號後來就成了著名的流行文化符號，會出現在文化衫、文身、手機殼等各種年輕人的潮物上，我記得卡爾·齊默那本講科學紋身圖案的《萬物身刻》（Science Ink）當中就收入有一條這個文身。

《是這樣嗎》

從臀部到粒子物理的轉變

The Strokes，Is This It，2001

來自紐約的另類搖滾樂隊 The Strokes的處女專輯《是這樣嗎》（Is This It）發行於 2001 年，這張專輯的封套有一個非常戲劇的故事。最初，他們採納的是攝影師 Colin Lane 所拍攝的一張他當時女朋友的屁股側面，在靠近腰部部位按著一隻戴著黑手套的手。

這張專輯推出之後他們簡直可以說是一炮而紅，但也樹大招風，封面被指責性意味太明顯，面臨被禁，只能換一個封面再出新版。很快他們找到了「比屁股更酷的東西」，那就是科學。新的封面是來自歐洲核子研究中心在上個世紀 70 年代進行高能粒子實驗中的照片，展示了亞原子粒子在氣泡室當中的運動軌跡集合。

The Strokes 樂隊

亞原子粒子很難直接被觀察到，物理學家們一直在絞盡腦汁，想要捕捉它們的身影。1896 年威爾遜提出了雲室的構想並在 1911 年被真正實現：這是一個充滿過飽和蒸汽的盒子，當帶電粒子通過時會使蒸汽離子化，蒸汽凝結在離子上形成液滴，粒子的軌跡由此變得可見。

唐納德·格拉澤在 1952 年發明了氣泡室，它的工作原理與雲室類似，但裡面採用的是過熱液體而非蒸汽。1973 年，歐洲核子研究中心的氣泡室 Gargamelle 在發現弱中性電流方面發揮了重要作用，對於證實電弱理論至為關鍵，這一理論對弱力和電磁力做了統一。

當然真正的實驗照片沒有那麼色彩豐富，我們在《Is This It》上看到的其實是一個藝術增強版，不過 The Strokes 其實也不是最早在封面中啟用這個酷造型的藝人，我看到 io9 網站的討論中有人爆出，早在1988年，吉他手布魯斯·貝克沃就在《事物天性》（The Nature of Things）這張專輯捷足先登了呢。

對了，最後我能嘚瑟一下我有屁股封面的那個版本嘛……

《固體空氣》

看不見的氣流也會留下光影

John Martyn，Solid Air，1973

比起前面幾支樂隊來說，英國藝人、把布魯斯、爵士和英國傳統音樂完美融合在一起的約翰·馬丁名頭可能沒有那麼大，但他的這張《固體空氣》（Solid Air，1973）我還是非得介紹一下不可，兩個原因：第一，它是向文藝青年都愛的死於抑鬱症的民謠歌手尼克·德雷克致敬的專輯，第二，有一個超美的冷知識在裡頭，那就是紋影攝影術，Schlieren photograph。

John Martyn

Schlieren 來自德語，意為條紋，指的是透明材料中的光學不均勻性，這種不均勻不一定能為人眼所見。1665 年羅伯特·胡克（對，就是那個和牛頓一直吵的胡克定律的發現者）首次使用大型凹透鏡和兩支蠟燭觀察到了這種現象：他用一支蠟燭作為光源，而從第二根蠟燭上升起的暖空氣就表現為紋影。

後來發明傅科擺的那個傅科在1859 年發明了紋影攝影裝置，但真正對這個系統做出長足改進的則是德國物理學家托普勒，也就是開發出了真正意義上的紋影攝影術：利用氣流對光波的擾動，拍下肉眼難以觀察到的氣流形態和變化。在現代物理學研究中，這項技術最初被應用於拍攝風洞的氣流，特別是高速激波，後來被應用於反隱形飛機。

另外還有不少專輯封面，用到了物理學當中的圖像、符號乃至人物，這裡就不詳細介紹了，簡單列舉如下，不分先後：

極簡音樂代表人物 Philip Glass 的Einstein on the Beach、Rework，分別出現了質能公式和類似於磁粉形成的一個場域分布