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| 飽眼福！肉眼看不到的美景，科學(xué)家都給你拍下來了 |
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宇宙中恒星的誕生與消亡、口腔內(nèi)血流的奔涌、古都西安半個世紀(jì)的變遷……近期，在清華大學(xué)科學(xué)博物館展出的“俯仰之間”科學(xué)攝影展上，觀眾不僅可以欣賞到仰觀致廣的星空宇宙，還能看到俯察盡微的骨肌組織、晶體結(jié)構(gòu)。
“致廣大而盡精微”，《中庸》里的這句話概括了人類的永恒追求。廣大是多大？精微是多??？這不僅是哲學(xué)的命題，也是科學(xué)的命題。
清華大學(xué)科學(xué)博物館媒體總監(jiān)、策展人尹菱告訴《中國科學(xué)報(bào)》，此次科學(xué)攝影展示了人類肉眼不及、必須借助科學(xué)儀器才能看到的世界圖景。 對于觀眾而言，既是一次震撼的視覺體驗(yàn)，感受世界奇妙、科學(xué)之美，又是一種獨(dú)特的心靈體驗(yàn)，參悟觀看世界的另一種維度，從而啟迪思想、提升認(rèn)知。 “科學(xué)史之父”喬治·薩頓說：理解科學(xué)或者藝術(shù)，誰都離不開對方。
兩年前，清華大學(xué)科學(xué)博物館館長助理、“俯仰之間”總策劃范愛紅前往清華大學(xué)材料學(xué)院實(shí)驗(yàn)室取捐贈儀器，在實(shí)驗(yàn)室外的走廊上，見到了張貼著金屬原子排列的圖片，“非常震撼、太美了”！ 后來，北京大學(xué)口腔醫(yī)院副院長李鐵軍到科學(xué)博物館做一場顯微攝影的講座。在口腔病理學(xué)專家李鐵軍照相機(jī)的鏡頭里，口腔中的骨骼、肌肉、血管、神經(jīng)、牙齒等，衍化成了無垠宇宙、遼闊荒原和神秘湖泊......圖片令觀眾興奮不已，也堅(jiān)定了范愛紅和尹菱做科學(xué)攝影展的決心。
四季系列·春 拍攝對象：脫鈣骨組織切片。李鐵軍/攝
四季系列·夏 拍攝對象：未脫鈣骨及纖維組織磨片。李鐵軍/攝
“俯仰之間”，在古代多指時間短暫而流逝迅速。而作為本次展覽的主題，“俯仰之間”也有科研工作者們在極短的時間內(nèi)拍攝到光影以及物態(tài)變化的細(xì)微差別的意味，是科學(xué)的魅力，也是攝影的魅力。 在鏡頭下，宇宙中的恒星、地球上的生命、微觀世界的奧妙等重要時刻被定格，人們得以窺見豐富多彩的世界，了解背后的科學(xué)知識和思想。 因?yàn)檫@些圖片、影像在人類頭腦中沒有直接的認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)，所以給觀眾無限想象的空間，也成就了科學(xué)攝影的精妙之處。 在展覽現(xiàn)場，“俯仰之間”不僅指拍攝者借助光學(xué)顯微鏡、電子顯微鏡、衛(wèi)星遙感、天文望遠(yuǎn)鏡等“俯察”“仰觀”的拍攝，也將主題內(nèi)涵滲透在展覽陳設(shè)方面，采用上懸、地貼等布局巧思，讓觀眾身臨其境、“俯仰”欣賞。 “在展覽中，每幅作品都專門介紹了拍攝或者呈像的技術(shù)條件以及輔助的科學(xué)儀器，并專門錄制訪談視頻向觀眾介紹具體的拍攝方法以及一些有趣的經(jīng)歷，幫助觀眾科學(xué)攝影背后的科學(xué)知識與科學(xué)思維。這樣的內(nèi)容設(shè)置是科學(xué)博物館與藝術(shù)類博物館辦攝影展最大的不同?！?尹菱告訴《中國科學(xué)報(bào)》。 清華大學(xué)地球系統(tǒng)科學(xué)系副教授俞樂是科學(xué)攝影的主創(chuàng)者之一。俞樂主要從事衛(wèi)星遙感的全球變化工作，通過分析遙感影像，獲取地球觀測信息并進(jìn)行分析。
俞樂的作品來自數(shù)百公里以外的衛(wèi)星遙感影像，以“地貼”的方式呈現(xiàn)，展現(xiàn)了目不所及的土地模樣，觀者俯瞰即能感受土地的詩意浩瀚。 遙感：人眼之無法見 農(nóng)田與養(yǎng)殖池。拍攝對象：中國遼寧省盤錦市海岸邊的農(nóng)田與養(yǎng)殖池，在假彩色遙感影像中得以區(qū)分，紅色區(qū)域?yàn)殚L有植被的農(nóng)田。俞樂課題組/攝
“我是大自然的搬運(yùn)工?！闭劶皠?chuàng)作初衷時，俞樂說，10多年前，他有機(jī)會參與了一項(xiàng)全球研究，他要在半個月內(nèi)看完10多萬張遙感影像，高強(qiáng)度的“閱片”工作使他養(yǎng)成了一個“職業(yè)病”：看到影視劇中的一些場景，就會聯(lián)想起曾經(jīng)看過的遙感影像。 對著電腦屏幕看影像是一種水平觀測，這次采取“地貼”的方式其實(shí)也是模仿了地球在衛(wèi)星影像中真實(shí)自然的狀態(tài)。在觀察地表過程中，俞樂常常能看到非常壯觀的自然人文景觀，他有意識地收集起來，并將這些美景分享出去。 “我們已經(jīng)比較習(xí)慣用手指去觸摸手機(jī)屏幕，觸摸鍵盤，已經(jīng)很久沒有真實(shí)地感受土壤的溫度了，希望通過這些圖片能夠喚醒大家對自然的記憶，能夠加深跟自然的聯(lián)系?！庇針氛f。他期待，看到作品的觀眾了解地球、保護(hù)地球。 清華大學(xué)地球系統(tǒng)科學(xué)系教授付昊桓與博士后、助理研究員董潤敏的作品講述了古城西安的故事，圖像不僅源自遙遠(yuǎn)衛(wèi)星影像，還有人工智能算法生成。 西安城市夜間燈光地圖 2021 拍攝對象：作品展現(xiàn)了西安城區(qū)2018年城市夜間燈光 清華大學(xué)（地學(xué)系）－西安市勘察測繪院新型智能測繪聯(lián)合研究中心/攝圖片上，明光爍亮與黢黑暗夜形成鮮明對比。
“這展現(xiàn)了西安這個城市的燈光水平，可以根據(jù)燈光找到大唐不夜城、西安機(jī)場和城墻。人與城市的交互影響清晰展現(xiàn)?！倍瓭櫭粽f。衛(wèi)星有生命周期，但我們想要了解西安50年的發(fā)展，利用人工智能算法可以向前推演，往后預(yù)測，“大家可以猜一猜哪些是真實(shí)拍攝的，哪些是人工算法生產(chǎn)的？” 董潤敏希望，這些作品能給觀眾帶去思考，人與周圍環(huán)境、人與地球的關(guān)系究竟以一種怎樣的狀態(tài)存在？ 清華大學(xué)材料學(xué)院教授于榮的作品聚焦“極微小”的微觀世界，他和團(tuán)隊(duì)圍繞超分辨電子顯微學(xué)與物質(zhì)微結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，發(fā)明了自適應(yīng)傳播因子疊層成像、局域軌道三維重構(gòu)等方法，將顯微成像的信息極限推進(jìn)到了15皮米，實(shí)現(xiàn)了原子分辨的自旋成像。 晶體薄膜中的莫爾圖 2022 拍攝對象：重疊的超薄鈦酸鍶晶體的自支撐薄膜。于榮教授團(tuán)隊(duì)/攝
顯微鏡下超薄鈦酸鍶自支撐薄膜影像，猶如兒時在萬花筒中看到的美麗景象，對稱、整齊，移步換景。 “這次呈現(xiàn)的圖像很漂亮，這是自然的結(jié)果，因?yàn)榭茖W(xué)本身就是很漂亮的。”于榮說，世界本身就是跨尺度的，每一個尺度都有非常豐富的科學(xué)內(nèi)涵，“我當(dāng)了爸爸之后，經(jīng)常帶兒子參觀時，常常會想到要給他說些什么，除了美意之外，更重要的是讓他看到背后的物理、科學(xué)的深刻?！? 在展墻的另一側(cè)，以噴繪、懸掛的方式，將宇宙星空的浪漫與廣袤呈現(xiàn)眼前。
“站在星空下，眼睛大約可以看到數(shù)千顆恒星，但是借助望遠(yuǎn)鏡，我們能夠看到不計(jì)其數(shù)的星云星環(huán)星系，我們頭頂?shù)男强丈钸h(yuǎn)復(fù)雜，在遠(yuǎn)近縱深的地方都分布著各種各樣不同類型的天體系統(tǒng)，但是太陽系，其實(shí)是我們目光看宇宙的一個剛剛的開始?！鼻迦A大學(xué)高等研究院天體物理學(xué)的博士生王卓驍對神秘的星空總有無盡的好奇。 宇宙中有無數(shù)顆恒星，人類雖然無法盡覽誕生、成長、死亡的過程，但星系有足夠龐大的恒星樣本，它們凝固了一個個時間的切片，人們總能在頭頂?shù)母鱾€方向找到出生的星團(tuán)或者死亡的遺跡。 在王卓驍看來，用望遠(yuǎn)鏡和相機(jī)記錄夜空的神奇，讓他不斷體會與各種各樣天體物理過程緊密的連接，“仰望夜空是一個起點(diǎn)，積淀我們對宇宙的認(rèn)知，描摹星空的三維地圖，為未來我們必將走向的星辰大海做好充分的準(zhǔn)備?！? 清華大學(xué)化學(xué)系博士生張嘉奇和王世豪是師兄弟，更是熱愛星空、執(zhí)迷郊野“黑區(qū)”的好友，連拍四五個小時是常態(tài)。 一幅名為“銀河之心”的攝影作品吸引了不少觀眾和攝影師的駐足。2021年，張嘉奇和王世豪在衛(wèi)星數(shù)據(jù)上看到甘肅肅北與青海敦煌交界處的無人區(qū)里有一片沙漠，方圓300里沒有一點(diǎn)燈光，他們查詢資料后發(fā)現(xiàn)，這片沙漠還有一個特別之處，即夏季時沙漠底部有水，且在8月份地下水位比較高，平靜的水面會顯現(xiàn)地面物體的倒影，而不遠(yuǎn)處就是雪山。 “想想就很美?！彼麄冊?月暑假時，便攜帶攝影裝備、帳篷奔向沙漠。在經(jīng)歷了車輛爆胎、無人區(qū)穿越、沙漠徒步、連滾帶爬架設(shè)機(jī)器后，他們終于看到了亞歐大陸架上最澄澈的星空。沙漠中心的鹽湖旁，他們見證了2021年英仙座流星雨，那一夜星墜如雨，他們徹夜未眠。 為了定格下一個宇宙奇觀，他們常常日夜兼程數(shù)千公里、夜宿帳篷幾周，滿眼只見星光不見疲憊。 科學(xué)攝影，是科學(xué)家與公眾對話的一種方式，他們把理性的思考和對世界的熱愛浪漫地結(jié)合起來，講述科學(xué)世界的無限魅力。 國家文物局專家?guī)煅芯繂T、“俯仰之間”科學(xué)攝影展總顧問楊玲說，科學(xué)博物館的這次主題展，是從科學(xué)出發(fā)，從器與象出發(fā)抵達(dá)藝術(shù)，進(jìn)而通過藝術(shù)的感知啟發(fā)，激發(fā)觀眾進(jìn)入科學(xué)領(lǐng)域，達(dá)成對科學(xué)的更多維度的認(rèn)知。在精神維度方面，科學(xué)與藝術(shù)都是認(rèn)知世界、提升生命質(zhì)量的途徑和方法。
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