视觉艺术与美丽科学——论化学领域科普的科学可视化创新

韦 毅



视觉艺术与美丽科学——论化学领域科普的科学可视化创新

韦 毅

人民邮电出版社科普出版分社

该文介绍了目前在国内化学领域广受好评的三部知名科普作品，剖析了其背景和特点，尤其是这些作品在可视化方面的创新，探讨了它们大受欢迎的原因，对科普领域的科学可视化创新进行了探讨。

科普图书 科学普及 视觉艺术 可视化 化学

随着“互联网+”时代的到来，人们生活的各个方面与网络的关系越发密切，传统的阅读方式也受到极大冲击，面临重重挑战。对于近些年来发展势头越来越好、得到越来越多关注的科普领域，可以说机遇与挑战并存，也出现了不少新的形式和新的内容，可视化的内容越来越受到大众欢迎，尤其符合时下碎片化的阅读习惯。本文介绍三部在化学领域大受欢迎的科普作品。

1 突破性的科普神作——《视觉之旅：神奇的化学元素》系列APP

由人民邮电出版社引进出版的美国科普作家西奥多•格雷的化学科普图书《视觉之旅：神奇的化学元素》（中文版）自2011年出版以来，累计印刷超过11万册。截至2015年3月，这一作品原版书的版权已经销售到了27个国家和地区，纸质版图书有130余万册的销售成绩。它的APP是一款突破性的应用程序，在iPad上市之际就面世了（目前已有中文版），给作者带来了比纸质图书更为丰厚的回报，还被誉为科普神作，拥有不低于纸质版图书的用户群体。这一APP的内容基于图书本身，展示118种元素中每一个元素的基本特性，如熔沸点、原子量、电子排布结构等，还有大部分元素的实物展示图。这些图片以大黑底色衬托，精美绝伦，堪比摄影作品，360度可旋转，动态视觉效果惊人，交互体验良好。但凡见过此APP的读者都对它印象极为深刻。

随后，这一APP还衍生出免费软件《神奇的化学元素：抽认卡》。这一产品界面十分简单，内容却极为丰富，提供了互动，不仅可以测试读者对每个化学元素基础知识的掌握程度，如名称、符号、属于哪一个元素族以及元素的排行等基本知识，还配备元素的发音，寓教于乐。这一款软件有多种语言版本，包括中文版，是一款非常棒的免费化学学习工具。

背景：由美国Touch Press开发，该公司是一家iOS平台知名开发商，发行过多款获得赞誉的iPad、iPhone应用程序，如迪士尼动画、Orchestra、The Waste Land系列以及西蒙•温彻斯特所著的《Skulls》（《头骨之书：奇异的自然界生命探索》）等。作者格雷是Touch Press的创始人之一，美国著名科普杂志《大众科学》专栏作者，Discovery Channel（探索频道）节目嘉宾，疯狂的元素收藏家，多年来精心收集了2000多件与元素相关的标本和物品。这一APP内美如摄影作品的图片就是出自其足以与专业博物馆媲美的收藏品。据称这一产品APP也曾是乔布斯的最爱。

创新点：（1）视觉盛宴，有史以来最为华丽的视觉盛宴，活色生香，人人都看得懂的化学科普作品，适合大众阅读，打破文科和理科的界限。（2）有无数堪称摄影级别的照片，手指轻轻滑动，便可360度全方位欣赏元素实物或样品的全貌，元素特性与实物结合展示，版面一目了然，精美炫目。（3）超值体验，产品还可以链接到作者的个人网站periodictable.com，可实时获取作者的更新内容。

2 原创科教娱乐短片——“疯狂化学”系列视频

疯狂化学是由真·凤舞九天打造的集科教与娱乐于一体的特别短片，旨在提高人们对化学的兴趣，普及有关化学的科学知识。该短片目前有“疯狂化学”“疯狂化学1.5” “疯狂化学2.0”三个版本，自2011年8月陆续推出以来，在优酷和bilibili等网站上点击率超越百万（在并无广告合作和推送的情况下）。视频中不仅展现了化学课本上比较常见的氧化还原反应、元素的特性、酸碱指示剂等，还囊括网络上比较知名的大象牙膏、碘钟反应、黄金之雨、双草酸酯等实验，与教材和生活紧密结合，真人演示，视觉效果炫目。目前百度贴吧的“疯狂化学吧”拥有上万人的粉丝，在学生群体中有相当高的知名度。

背景：真·凤舞九天毕业于北京电影学院，拍摄视频时还是一名动画专业的学生，曾任百度“化学吧”第25任吧主，北京2013年度科学达人。少年时代就爱好化学，经常动手做一些化学实验，高考化学满分。他考上大学后，利用自己的动画制作专业知识，以及家中收藏的化学试剂，做了一部《疯狂化学》的视频，纯粹作为对自己少年时代爱好的献礼，不料大获好评，应广大网友要求，又陆续做出了1.5版和2.0版。曾参加2012年全国高校化学视频大赛获得佳绩，后又因拍摄“疯狂化学”视频，被邀请参加2013年北京科学达人秀，在节目中大秀化学实验的神奇，获得亚军。

创新点：接地气。网上有不少关于各类惊爆眼球的化学实验视频，但是真•凤舞九天的视频中很多内容都是基于我们中学课本的知识，但又与枯燥的、遍布方程式的课本截然不同，用声光电影的方式展示化学之美和传播化学知识，让读者既熟悉又觉得新鲜。这也是为什么视频推出后得到很多中学生追捧的原因，还有不少中学老师都喜欢用他的视频作为教学的资料，以引发学生的学习热情，帮助学生喜欢上化学。

3 最酷的化学原创科学传播作品——“美丽化学”绽放科学之美

“美丽化学”是由中国科学技术大学先进技术研究院和清华大学出版社联合制作的一个原创数字科普项目，其主旨是将化学的美丽和神奇通过数字技术和媒体传递给大众，包括“化学反应”和“化学结构”两部分，具体包含荧光液滴、沉淀反应、化学花园、颜色变化、金属置换、结晶过程、产生气泡、烟等主题的视频，从宏观和微观两个尺度展现化学的结构之美，以及化学反应中我们肉眼难以观察到的精妙细节，整体视觉色彩艳丽，奇幻姿态，细节毫发毕现，据说就连亲自演示实验的老师在看到拍摄素材后都叹为观止，难以置信。

这一作品上线之后在国内外引起轰动，腾讯视频上有200多万的播放次数，被国内媒体誉为可能是中国人制作的最酷的化学科学传播作品，其英文版本上线后更是获得了美国《时代周刊》等媒体的诸多好评，多个国家的媒体争相报道。该项目荣获由美国国家科学基金会和美国《大众科学》杂志举办的2014—2015 Vizzies国际科学可视化竞赛视频类专家奖，之前还未曾有中国大陆的团队获得此奖项，中国科学传播的制作水平从此在更大范围内被人知晓和传播。片中的化学反应图片还入围了由英国皇家摄影学会举办的2015国际科学图像大赛，并计划于2015—2016年在英国巡展。这一项目还曾荣获浙江省科技馆和果壳网举办的2015菠萝科学奖菠萝U奖以及2015年上海科普微电影大赛最佳摄影奖，被评为第六届中国数字出版博览会2014—2015年度创新作品。

背景：2012年，梁琰（现任中科大特任副研究员）作为科学动画师，参与将美国博物学家、“社会生物学”奠基人威尔逊的作品《地球上的生命》开发成基于苹果iBooks平台的数字教科书，这一类型的数字教科书具有革命性意义的。此后他将科学可视化的理念带回国内，2014年3月正式启动“美丽化学”项目，9月30日，“美丽化学”英文版网站上线（beautifulchemistry.net），10月底中文版推出。这一作品既可作为数字教科书，也非常适合大众普及。目前很多国内的化学老师已经开始在教学中使用这些视频，亦有越来越多的人关注和喜欢这一作品。

创新点：（1）理念新，“美丽化学”的网站上提及，作者团队的初衷是：“我们希望形成一种独特的化学审美观，使化学之美亲切可爱，从而激发更多孩子和学生的兴趣，改变人们对化学的负面印象。”（2）技术新，视频使用最新的4K高清摄影机，捕捉化学反应中的缤纷色彩和微妙细节；使用先进的3D动画和互动技术，在分子尺度上展示化学结构的美丽。（3）受众广，微观之美打动观者，非专业领域的观者也会对化学产生兴趣。

以上介绍的这三部化学科普作品目前在国内知名度都比较高。在读者和观者反馈中，我们都可以看到类似这样的话：“要是当年我能看到这样的视频，可能我会有不一样的选择，我可能会爱上化学。”为什么这三部作品能受到大众的欢迎，它们在科学传播和科学普及方面有什么独到之处和共同点？说起来，三位作者还有些渊源。真•凤舞九天在《视觉之旅：神奇的化学元素》的启发下，结合自己的科普视频，用图片来展示一个又一个的化学反应，出版了《疯狂化学》纸质书。“美丽化学”也借鉴参考了格雷APP的形式。格雷对“疯狂化学”的创作给予了鼓励和肯定，对“美丽化学”都赞誉有加。三个作者在北京有一次愉快的关于化学普及和科学传播的会谈，都谈到了创作的初衷。他们都是化学的资深爱好者，都感受到大众对于化学的理解很多时候局限在负面的新闻之中，于是希望通过自己的努力，让更多受众了解化学的真实面目，从而爱上化学。他们都选择了让内容可视化的形式向大众展示科学知识，为我们提供了常见的化学课本中方程式冷冰冰的面孔截然不同的热烈与新鲜，他们提供的内容或贴近生活，或是唯美艺术，重在引导对化学的热爱，而不是简单地说教。

我们可以看到，科普应用的内容和形式是否丰富，是否独创，都决定了用户对它的接受程度和喜爱程度。比如格雷以元素收藏这样新颖的方式，结合自己的个人经历和对化学的爱好、思考，加上元素被发现的有趣故事，把有关元素的知识重新串联起来，生活色彩浓郁。真•凤舞九天的视频以我们学科的知识为基础，以视频和动画的形式展示网络上热点实验的美妙过程，更注重展现一些热烈、惊人的场景，让枯燥的课本知识变得真诚、热烈。“美丽化学”则更有情趣，重点突出了化学“美丽”的特点，视频唯美，极具艺术感。这三者都一改科学内容严肃的面貌，以精美图片和视频给人以感染力，突破了文理科的界限，因为美丽的事物势必会引起各个阶层和年龄层次的人们不由自主的共同呼应，让观众不由自主地对化学乃至科学产生兴趣。静下来思考一下，我们科学普及未来的方向，除了帮助大众了解科学知识，分辨是非，还需要提供这类兼具科学内容和人文素养的作品，以提高大众对科学的兴趣——要知道，兴趣才是最好的老师，有兴趣的人会主动吸收知识，而非被动接受知识。

当然，我们也可以看到视觉的效果与平面纸质的展示相比，确实会带来直射眼球的冲击，更容易让人理解和引发兴趣，从而让观者在审美享受的同时，也潜移默化地享受到了知识。在国外，美国的Discovery和英国BBC的科教纪录片给我们提供了精良的科学内容以及美不胜收的视觉体验，在国内也有着为数不少的拥护者。很多人都期望国内也能有这样的作品展现。可喜的是，我国也越来越鼓励科学普及的创新和多样化。举个小小的例子，中国科协科普部2013年“公众喜爱的科普作品”推介活动涉及的是科普图书、期刊和影视作品，而2014年就增加了优秀科普微博、科普微信公众号、科普APP、科普微视频等内容的评选，可谓与时俱进，也有着鼓励和倡导的意味。我们可以看到陕西师范大学“生活中的化学”微博和微信公众号数以万计的粉丝，以及颇有趣味的“化剧团”“小游戏？”“学科互动”以及“chem.fun”“chem.story”各个版块的设置，也可以看到胡桃夹子工作室的“分钟学堂”，以一分钟的视频精心打造的系列视频，将性教育这类传统上难以启齿的内容普及给读者，在优酷网上播放次数上亿。相信会有这样越来越多的优秀的作品和形式涌现出来，而且在科学内容、艺术展示手法以及数字制作技巧等方面都有很大的提升，以给我们国内的读者提供容易消化、易于吸收、口感好且色香味俱全的精神食粮。这也是每一位科普工作者都应该努力的方向。

[1] “美丽化学”：一场风花雪月的化学电影[EB/OL]. http://www.tsinghua.edu. cn/publish/bzw/7583/2014/20141216161633855999122/20141216161633855999122_.html.

[2] 科学人专访《美丽化学》：纯粹化学，纯粹美丽[EB/OL]. http://www.guokr. com/article/439465/.

[3] http://beautifulchemistry.net/cn/.

[4] 百度百科. “疯狂化学”[EB/OL]. http://baike.baidu.com/link?url=xSWmyu OM3T5HtqPQNEv6sfMLZ4PrXVfkQK85tbDWKHEgtebFHPRtwSpTKlNvW-Hh90ZkMKmqotL8QZHa0cmJv_.