摘要：你敢信吗？一台相机没有镜头，却不仅能穿透黑暗看清一切，甚至还能拍出3D立体影像，而它的核心原理，竟来自2400多年前中国古人墨子的智慧！

你敢信吗？一台相机没有镜头，却不仅能穿透黑暗看清一切，甚至还能拍出3D立体影像，而它的核心原理，竟来自2400多年前中国古人墨子的智慧！

这是9月11日刚刚发表在国际顶尖光学期刊《Optica》上，由中国华东师范大学曾和平教授、黄坤研究员团队实现的重大科研突破。

一、我们为何需要一台“特殊”的相机？

我们手机的摄像头越来越强大，但你有没有想过，为什么它无法在不开闪光灯的漆黑夜晚拍出清晰照片？为什么它无法“看”到物体散发的热量，或者识别空气中化学分子的“指纹”？

答案是，无数有价值的信息，都隐藏在人眼和普通相机看不见的中红外波段里。热成像、分子光谱……这些都是中红外的“拿手好戏”。

然而，传统的中红外相机就像一位娇贵的公主：

价格昂贵，动辄数十甚至上百万。

噪声巨大，图像质量差，很多时候甚至需要低温冷却才能工作。

景深极小，就像近视眼，只能看清特定距离的物体，远了近了都模糊。

所以不是我们不想看，而是传统的相机太娇贵、太局限。

这项技术瓶颈，长期以来限制了夜视、工业检测、环境监测等领域的发展。

二、返璞归真：2400年前的智慧给了答案

面对这块硬骨头，华东师范大学的科学家们选择了一条“返璞归真”的道路——针孔成像。

是的，就是早在公元前4世纪，中国古代思想家墨子就发现的“小孔成像”原理。这是人类历史上最古老的成像技术，无需镜头，一张有孔的纸板就能让光线投影成像。它天然没有镜头畸变，且拥有近乎无限的景深。

但传统针孔进光量太小，在低光下基本就是个“睁眼瞎”。怎么办？

中国科学家的奇思妙想来了：我们不用物理的“孔”，而是用光来“钻”一个孔！

他们用一束强大的激光，在一种特制的“非线性晶体”内部，创造出一个仅有0.20毫米的微型“光学针孔”。

更绝的是，这块晶体有两个神奇的功能：

充当针孔：让来自物体的中红外光通过，形成无畸变的影像。

“翻译”光线：当中红外光穿过这个“光学针孔”时，会与激光发生作用，瞬间被“翻译”成我们常见的可见光。

他们用光开了一扇窗，再用这扇窗把看不见的光，变成了看得见的世界。

就这样，一台普通的高灵敏度硅基相机就能轻松捕捉到清晰的图像，彻底摆脱了对昂贵、笨重的中红外传感器的依赖。

三、三大超能力，性能彻底爆表

这台没有镜头的相机，究竟有多强？

超能力一：无限对焦

实验中，无论是11厘米、15厘米还是19厘米远的目标，它都能拍得清清楚楚。其景深范围超过了35厘米，意味着它可以同时看清近处和远处的物体，从此告别“对不上焦”的烦恼。

超能力二：极限夜视

它的灵敏度达到了惊人的“单光子”级别，能探测到每个脉冲仅约1.5个光子的信号。这是什么概念？这相当于在伸手不见五指的夜晚，精准捕捉到几十米外一只萤火虫瞬间闪烁的光芒。

超能力三：三维透视

它还能实现真三维成像！研究团队展示了两种模式：

飞行时间法：像蝙蝠的回声定位一样，通过计算光脉冲的往返时间，以微米级精度重构出陶瓷兔子的3D模型。

双快照法：模仿人眼，在两个不同位置各拍一张照片，通过算法就能计算出物体的真实尺寸和深度信息，简单高效。

四、这项发明意味着什么？

它将让高性能的红外3D成像技术变得更便宜、更便携、更节能。从夜间自动驾驶的安全预警，到工业流水线的产品质量控制，再到偏远地区的环境与灾害监测，它的应用前景不可估量。

当然，目前该技术还处于实验室原型阶段，依赖于较为复杂的激光装置。但团队表示，随着技术发展，未来系统将变得更加紧凑便携。

从墨子的小孔，到今天光的针尖，跨越2400年的智慧，正在点亮一个我们前所未见的清晰未来。

让我们为中国的科学家们点赞！👍

参考文献:

Reference: “Mid-infrared nonlinear pinhole imaging” by Zhuohang Wei, Yanan Li, Heping Zeng, Kun Huang and Jianan Fang, 19 September 2025, Optica.DOI: 10.1364/OPTICA.566042

来源：徐德文科学频道