數碼通天眼

今年的諾貝爾物理學獎有一半是授予了CC D的兩位發明者Willard S. Boyle和George E.Smith。CCD的中文全稱叫做電荷耦合器件，它有什么用估計連小孩都知道，拍照的唄。大城市里每10平方米估計就有個CCD器件，不是數碼相機就是高級監控儀。

CCD的原理非常簡單，用半導體器材通過外加偏置電壓(見本期辭典)，形成一個勢阱，當光子進入勢阱的時候，由于光電效應，改變了勢阱(見本期辭典)的深度，于是一個一個光子被捕獲，再讀取每個勢阱的深度，就形成了我們看到的圖像。

20世紀70年代末就有了專用于感光的CCD，進入20世紀80年代后，全球主要的大型天文臺都用CCD來拍攝天體。它的靈敏度非常高，在X射線波段，甚至可以捕獲1個光子;它的動態范圍極大，目前從紅外到高能X射線都有相應的CCD器件。

更重要的是，它的響應是線性的，也就是，目標天體越亮，它得到的照片也越亮。這句話似乎是廢話，什么時候見過照片拍的和現實景象不一樣呢?但事實就是，我們平時用的膠片，僅僅只有非常小的一段范圍(這個范圍包括光的波長、曝光時間、洗底片的藥水濃度等)內，成像是線性的。所以20世紀80年代前的天文學家，很多都是暗房高手，需要在非常極端的條件下，洗出可以用來量化研究的底片。

今天我們看到的無數絢爛奪目的天體照片都是CC D的杰作，它們分布在空間、地球各個望遠鏡的后端，捕捉著宇宙的神秘信息，讓遙遠的星系、類星體的美麗圖像呈現在我們面前。天文學如果沒有CCD的發展，可能還只能停留在繁瑣的膠片攝影時代，很多天體的細節難以辨認。

2000年，柯達公司停止生產天文用照相干版，CCD也從天文學家的奢侈品，慢慢變成了大眾化的數碼相機。今天CCD的兩位發明者，獲得了科學的最高榮譽，我們在舉起數碼相機時，也讓我們向他們致意，科學歷來是非功用的，好奇心給我們帶來的快樂和成就遠遠超過科研計劃所獲得的成果。