生物類頂級學術期刊的封面圖片特征分析

王國燕，姚雨婷

中國科學技術大學科技傳播與科技政策系，安徽合肥 230026

1 科學可視化與學術期刊封面

科學可視化是一個跨學科的研究和應用領域，主要是指利用計算機圖形學來創建視覺圖像，幫助人們理解和探究科研中錯綜復雜而又往往以體量龐大的數字形式呈現的概念或結果。科學研究中的對象、數據、工具、方法和思想，都可以通過直接或間接的可視化手段加以構建。構圖元素的組合和交織，能創造出有別于與語言文字的秩序和韻律，在更多的層次上審視、豐富和延伸著我們對世界的認知。由此，科學可視化在科學研究、教學和普及領域都有著重大的影響，對科學傳播來說自然也是不可忽略的強大推動力。

學術期刊是科學研究中新學說、新方法、新規律和新知識的首要傳播平臺，期刊的封面則是這個平臺的第一件外衣。目前，國際范圍內學術期刊的封面圖片在內容上除了表達學科屬性和研究方向屬性外，最常見的就是針對本期封面故事而定制的，專門討論本期主題的圖像創作。調研發現，世界三大頂級期刊Nature, Science, Cell 封面故事文章的被引次數要遠高于普通文章[1]。由此可見，論文若能以封面圖片的形式突出展現，將會獲得超出一般的傳播范圍和效果。

學術期刊的受眾主要為科學家（包括科研團隊、科學共同體和其他相關研究者）、科學公眾和社會公眾。Lisa F. Smith等人研究發現，對于科學圖片，科學家會更注重其科學性，而公眾更為關注圖片的美學及產生的情緒反應[2]。科學精神是一元化的務實求真，為了吸引持有多元化不同價值觀的人，就應當從人類普遍接受的共性出發來構建溝通的橋梁[3]。所以，封面圖片作為期刊及科研究成果展示的第一陣地，不僅要能準確的表達科學，展現其核心價值，更要能發揮藝術的多元化吸引力爭取讀者、引導讀者。優秀的封面圖片甚至不僅具有靜態意義，它能夠幫助讀者建立起一個心靈的劇場，提供多方位的感知體驗。

2 生物學期刊封面的可視化調研分析

在對中國國家圖書館中3635 種科技期刊（其中外文期刊1445 種，中文期刊2190 種）做了初步調研后，我們依據《中國圖書館分類法》，對每個學科中被取樣期刊的封面圖像進行了收集和整理。按照封面圖像是否在連續出版期內有變化，我們將樣本庫內所有封面分成有靜態不變圖像和有動態可變圖像兩大類。這里，靜態封面指該期刊在較長的出版期內連續使用固定圖片作為封面，包括僅以顏色填充和固定圖案填充兩種；動態封面是指期刊每一期的封面都不同，屬于每單期雜志所特有，能形成連續變化的封面集（cover gallery）。本次調研中，將具有動態封面的期刊視為可視化程度較高。

在我們采集到的302 種生物科學類期刊樣本中，封面有可變圖片的達到136 種，比例高達45.03%，位列中圖分類法自然科學類10 個大項中的第四位，基礎學科（N～Q）中的第一位。同時，根據中科院期刊分區的學科分類法和JCR Science Edition 提供的影響因子計算，近五年內（2008-2012年）生物學科中影響因子排在前20 的著名期刊里，有高達70%的期刊具有動態可變的封面（見表2）。除了美國出版商Annual Review 出版的年鑒系列外，14 本頂級期刊皆具有逐期變化的封面，而且具有較高的科學和藝術水準。

序號 期刊名稱 小類學科 近5年均影響因子是否具有動態封面1 Nature Reviews Molecular Cell Biology細胞生物學 44.026 是

表1 近五年生物學排名前二十的期刊

3 生物學期刊封面的圖片特征

生物學作為一門自然科學，主要是研究生命系統各個層次的生物種類、結構、功能、行為、發育和起源進化以及生物體與周圍環境的關系問題。生物學研究可從很多角度進行，既有微觀面向上的原子、分子和細胞研究，如分子生物學、細胞生物學、生理學、組織學等，又有宏觀面向上的生態學、演化生物學等。同時，隨著整個自然科學研究領域的快速發展，生物學與其他學科的關聯整合也越來越多，包括生物化學、生物物理、生物數學在內的多種交叉學科正在不斷壯大。在生物學眾多的子項分類中，我們結合體圖書館和網絡收集到的數據，認為細胞生物學（尤以神經生理學、內分泌生理學、新城代謝與營養）、生理學、生化與分子生物學（尤以基因工程）、微生物學、遺傳學、植物學類別的期刊封面可視化水平最為突出。不同的子類學科因其研究對象、研究方法和在研究成果的表達等方式上的差異，形成了不同的科學可視化類型，綜合分析生物學科內的高水平期刊，總結出其封面的可視化特征主要由以下幾點。

3.1 多元化的展現對象生物體

生物學的研究對象千姿百態，宏觀的生物外形或者微觀的生理結構，是生物學科內最常見的可視化形態，因此也是最常登陸生物學期刊封面的視覺要素。生物學期刊擅于抓住研究對象的突出特點，以不同的手段和角度展現生物體的美妙形態。

1）照片展示生物體外貌

直接以照片展示被研究生物體的宏觀外貌，是生物學期刊封面中常常采用的表現手法。例如2012年1月20日Cell 封面上的這只幼年猴子（圖1），是美國研究人員利用克隆技術創造出的世界上首只嵌合靈長類動物。2013年10月Genome Research 以“玉米甲基化”為題（圖2），以玉米為例揭示表觀遺傳控制基因的表達和繼承。再如2012年7月Trends in Ecology & Evolution 封面（圖3）討論了全球范圍內珊瑚群落對氣候變化的適應性回應，圖片展示的是一株經過1998年珊瑚白化后迅速恢復的鹿角珊瑚。用照片展示研究對象的方法最為直觀，能讓讀者以最快速度捕捉圖像主題，從而提升閱讀的效率與機動性。

2）計算機技術渲染微觀結構

近年來由于成像技術的長足發展，擁有超高分辨率的光學成像、核磁共振成像、電子斷層掃描三維結構、相干拉曼散射光學顯微成像等技術已經慢慢在生物學研究中普及開來。由此，我們也越來越多的看到計算機圖形學基于這些成像技術渲染出來的奇妙、瑰麗的微觀世界。

例如2013年5月2日Cell Stem Cell 封面（圖4），展示的基于顯微鏡成像的海膽胚胎三維結構模擬圖，研究人員稱其為“水晶球”。本期Cell Stem Cell 通過四個討論會探討了關于干細胞研究的倫理、社會和法律的影響等新生議題。正如水晶球連接現在與未來，這些討論會分析了當前研究的影響以及他們可能意味著的所有進展。又如2013年5月Nature Cell Biology 封面故事，介紹小鼠舌上皮細胞中表達Bmi1 基因的細胞能確保角化細胞的維護和再生。科學家在研究工作中使用多色譜系追蹤方法研究細胞，再通過后期加工得出了本期展示的封面（圖5）。再如2013年7月15日Developmental Cell 封面圖片（圖6）展示的根據發育期淋巴瓣膜在共聚焦顯微下的成像生成的三維結構重建圖。

3）美術描繪研究對象

以卡通畫、素描、油畫等繪畫手段展示研究生物對象也是生物學期刊封面中常見的方法。例如Nature Genetics 2013年6月號刊登的封面圖片“龜——一路走過”（圖7），本期封面文章故事是講述科學家通過基因組研究認為龜擁有接近鱷魚和鳥的起源，畫師筆下的這只烏龜身上于是有了類似鱷魚和鳥類羽毛的紋理。另外，我們還看到許多計算機制圖刻畫出的有趣場景。例如Nature Chemical Biology 2013年8月號期刊封面（圖8）描繪了一個細菌單體模型，細胞內裝載了各種化學實驗器材（代指實驗人員設計的工程酶），從而組成一個化學反應裝置。又如2013年8月29日Cell（圖9），封面故事作者在實驗研究中，用質譜法檢查小鼠腦部蛋白質的穩定性，本期封面的設計者便創作了一個模擬成體鼠的質譜繪圖，紅色線條鏈接代表著研究中發現的長壽命蛋白，而且，為了統一格調，本期Cell 的刊名也以相似的手法繪制。

3.2 故事化的解釋技術和原理

美國出版社Cell Press 一直是生命科學研究領域內的權威出版機構，其下31 本期刊一直保持著高端的學術水準和廣泛的讀者贊譽。從表2 可以看出，近5年來排名前20 的生物學期刊中，有5 本歸屬Cell Press。尤其值得注意的是，Cell Press 非常重視期刊的裝幀設計，旗下所有期刊封面均兼具高度的科學性和美學性，其中，善用故事化手法介紹和解釋前沿的技術發明和原理發現，是其重要特征之一。

例如2012年9月9日出版的Cell，封面故事主要討論了“細胞如何克服困難實現基因表達”。本期封面（圖10）的設計者用一個粘土模型，十分形象的向讀者模擬了轉錄過程：轉錄酶Pol Ⅱ開車前行試圖接近DNA，而組蛋白設了臥式閘門路障，后面的藍色核小體也笑里藏刀,掛上了“禁止通行”的信號燈。不過Pol Ⅱ也破釜沉舟，在車后面放了RNA 協助轉錄。2013年9月Molecular Cell 封面（圖11）則借鑒了“長發公主”的童話故事。原故事中，一個王子秘密會見美麗的長發公主，但公主被女巫困在一個塔樓中，王子只能沿著她的長發攀爬。設計者借此描述了在核孔復合體上一個RNA 聚合酶Ⅲ轉錄物的共轉錄加工模型：RNA 聚合酶Ⅲ（即王子）沿著DNA（公主的頭發，被描繪為雙螺旋結構）攀爬到核孔復合體（塔樓的通路），不料竟遇見一個RNA-加工酶（女巫和她的剪刀）劈開了轉錄的RNA（這里用在登高期間的一個絲帶展開來表示）。再如2013年7月11日出版的Molecular Cell， 本期封面圖片（圖12）以濃郁的中國風同樣描繪了一個愛情故事中的場景：門外的王子代表BMP 配體，耐心的等候代表PRMT1 的公主，公主需要移動門閂（即Smad6）來開啟宅門（BMP 受體合成物），如此才能與王子相會，即允許配體去激活細胞內的Smad 信號。

同時，Nature Publishing Group 旗下子刊的封面也開始走故事化路線，例如截至2013年出版的14 期Nature Reviews Molecular Cell Biology 中，有高達13 幅封面是以漫畫的形式講述或聚焦一項科研主題。2013年10月Nature Reviews Molecular Cell Biology 的封面圖片（圖13），就是描述了細胞為減少或防止累積損傷而發展起來的質量控制系統：細胞進程的精確性事實上是有限的，意味著細胞自然也會犯錯。此外，細胞暴露于多種脅迫下，內部和環境都能引起分子損傷。這種現象能夠發生在DNA 水平、RNA 水平、蛋白水平等許多層面上。封面圖片描繪的“質量控制”車間里，工作人員檢查和記錄著細胞的運作過程，如果遇到損傷或異常的大分子，就開始修復或降解。又如2013年7月Nature Chemical Biology 的封面圖片（圖14），設計師以四格漫畫的形式講述了一場美式足球比賽，意在介紹RAF 抑制劑如何通過在RAF 蛋白間的傳遞實現蛋白的二聚化和蛋白的活化。以故事化的手段解釋技術和原理，往往能帶給受眾新奇、有趣之感，讀者更可能在好奇心和興趣的指引下著重閱讀原文，來找出與故事中一一對應的環節，好的故事設計甚至能讓人久久回味。

3.3 具象化的引出概念和思想

正如物理學最早發源于自然哲學一樣，在生物學領域，科學家們常常會根據研究成果提出一種新的假說、定義一項新的概念，或針對某一思想、觀念發表新的解讀。從進化論的提出到生態系統的建立，生物學研究中從不乏具有影響力的指導性理論。還記得那幅描繪從猿類如何一步步走到人的經典畫作嗎？如何將這種理論甚至是哲學命題用視覺手段簡要概括，也是生物學期刊封面重點關注的問題。例如2013年9月3日Cell Metabolism 封面（圖15），描畫了一個老人在秋意盎然的景色中快速的奔跑，這里講述的就是逆轉功能年齡的設想。科學家經研究蛔蟲發現，運動能力的喪失和神經元老化直接相關，通過化學方法來刺激神經元可以改善動物的運動功能，使得老化的蛔蟲重新恢復活力，由此為改善人類老化提供了新的思路。又如2013年9月Nature Chemical Biology 的封面（圖16），該圖以超現實主義畫家薩爾瓦多·達利（Salvador Dail）的名作The Persistence of Memory（《記憶的永恒》）為藍本，主要說明神經元的特定亞基是如何對亨廷頓疾病更加敏感的。在體內平衡機制中，蛋白間隙中的變化歸因于特殊細胞類型的差異（這里用老虎表示），這種差異決定了神經元（樹）的壽命。再如2013年4月4日Cell Stem Cell 封面（圖17），復古風格的航海圖寓意著細胞實現重編程過程中發生的多重阻礙和不同路徑，多槳的中國帆船寓意著重編程過程中細胞內部的多種動力和復雜調控網絡。作為DNA 修飾的重要因子，Tet1 對于DNA 修飾的調節如同直接調節帆船的風帆，成為快捷安全的重編程實現的重要動力。

4 結論

科研成果的視覺表達屬于科學可視化與傳播學的新興交叉領域。前沿的科學發現可以通過圖像視覺表達第一時間獲得極高的關注度和影響力。生物學作為自然科學研究中的重要領域，在其類學術期刊封面的表達上形成了多元又獨特的創作機制，其研究對象之廣泛，描繪手段之豐富，令本文的分析和總結僅能窺其一二。還望能引起國內科技期刊及科學工作者的更多關注。

[1] 王國燕，湯書昆.論科學成果的視覺表達——以Nature、Science、Cell 為例[J].科學學研究2013年(已錄用).

[2] Lisa F.Smith：The Art and Practice of Statistics, Wadsworth Publishing(2011年2月10日).

[3] 黃文華.人文的醫學精神——醫學期刊的人文品格 [EB/OL].http://wenku.baidu.com/view/8a9d4f1255270722192ef79b.html. 2013.08.25.