視覺藝術與美麗科學——論化學領域科普的科學可視化創新

韋 毅

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視覺藝術與美麗科學——論化學領域科普的科學可視化創新

韋 毅

人民郵電出版社科普出版分社

該文介紹了目前在國內化學領域廣受好評的三部知名科普作品，剖析了其背景和特點，尤其是這些作品在可視化方面的創新，探討了它們大受歡迎的原因，對科普領域的科學可視化創新進行了探討。

科普圖書 科學普及 視覺藝術 可視化 化學

隨著“互聯網+”時代的到來，人們生活的各個方面與網絡的關系越發密切，傳統的閱讀方式也受到極大沖擊，面臨重重挑戰。對于近些年來發展勢頭越來越好、得到越來越多關注的科普領域，可以說機遇與挑戰并存，也出現了不少新的形式和新的內容，可視化的內容越來越受到大眾歡迎，尤其符合時下碎片化的閱讀習慣。本文介紹三部在化學領域大受歡迎的科普作品。

1 突破性的科普神作——《視覺之旅：神奇的化學元素》系列APP

由人民郵電出版社引進出版的美國科普作家西奧多?格雷的化學科普圖書《視覺之旅：神奇的化學元素》（中文版）自2011年出版以來，累計印刷超過11萬冊。截至2015年3月，這一作品原版書的版權已經銷售到了27個國家和地區，紙質版圖書有130余萬冊的銷售成績。它的APP是一款突破性的應用程序，在iPad上市之際就面世了（目前已有中文版），給作者帶來了比紙質圖書更為豐厚的回報，還被譽為科普神作，擁有不低于紙質版圖書的用戶群體。這一APP的內容基于圖書本身，展示118種元素中每一個元素的基本特性，如熔沸點、原子量、電子排布結構等，還有大部分元素的實物展示圖。這些圖片以大黑底色襯托，精美絕倫，堪比攝影作品，360度可旋轉，動態視覺效果驚人，交互體驗良好。但凡見過此APP的讀者都對它印象極為深刻。

隨后，這一APP還衍生出免費軟件《神奇的化學元素：抽認卡》。這一產品界面十分簡單，內容卻極為豐富，提供了互動，不僅可以測試讀者對每個化學元素基礎知識的掌握程度，如名稱、符號、屬于哪一個元素族以及元素的排行等基本知識，還配備元素的發音，寓教于樂。這一款軟件有多種語言版本，包括中文版，是一款非常棒的免費化學學習工具。

背景：由美國Touch Press開發，該公司是一家iOS平臺知名開發商，發行過多款獲得贊譽的iPad、iPhone應用程序，如迪士尼動畫、Orchestra、The Waste Land系列以及西蒙?溫徹斯特所著的《Skulls》（《頭骨之書：奇異的自然界生命探索》）等。作者格雷是Touch Press的創始人之一，美國著名科普雜志《大眾科學》專欄作者，Discovery Channel（探索頻道）節目嘉賓，瘋狂的元素收藏家，多年來精心收集了2000多件與元素相關的標本和物品。這一APP內美如攝影作品的圖片就是出自其足以與專業博物館媲美的收藏品。據稱這一產品APP也曾是喬布斯的最愛。

創新點：（1）視覺盛宴，有史以來最為華麗的視覺盛宴，活色生香，人人都看得懂的化學科普作品，適合大眾閱讀，打破文科和理科的界限。（2）有無數堪稱攝影級別的照片，手指輕輕滑動，便可360度全方位欣賞元素實物或樣品的全貌，元素特性與實物結合展示，版面一目了然，精美炫目。（3）超值體驗，產品還可以鏈接到作者的個人網站periodictable.com，可實時獲取作者的更新內容。

2 原創科教娛樂短片——“瘋狂化學”系列視頻

瘋狂化學是由真·鳳舞九天打造的集科教與娛樂于一體的特別短片，旨在提高人們對化學的興趣，普及有關化學的科學知識。該短片目前有“瘋狂化學”“瘋狂化學1.5” “瘋狂化學2.0”三個版本，自2011年8月陸續推出以來，在優酷和bilibili等網站上點擊率超越百萬（在并無廣告合作和推送的情況下）。視頻中不僅展現了化學課本上比較常見的氧化還原反應、元素的特性、酸堿指示劑等，還囊括網絡上比較知名的大象牙膏、碘鐘反應、黃金之雨、雙草酸酯等實驗，與教材和生活緊密結合，真人演示，視覺效果炫目。目前百度貼吧的“瘋狂化學吧”擁有上萬人的粉絲，在學生群體中有相當高的知名度。

背景：真·鳳舞九天畢業于北京電影學院，拍攝視頻時還是一名動畫專業的學生，曾任百度“化學吧”第25任吧主，北京2013年度科學達人。少年時代就愛好化學，經常動手做一些化學實驗，高考化學滿分。他考上大學后，利用自己的動畫制作專業知識，以及家中收藏的化學試劑，做了一部《瘋狂化學》的視頻，純粹作為對自己少年時代愛好的獻禮，不料大獲好評，應廣大網友要求，又陸續做出了1.5版和2.0版。曾參加2012年全國高校化學視頻大賽獲得佳績，后又因拍攝“瘋狂化學”視頻，被邀請參加2013年北京科學達人秀，在節目中大秀化學實驗的神奇，獲得亞軍。

創新點：接地氣。網上有不少關于各類驚爆眼球的化學實驗視頻，但是真?鳳舞九天的視頻中很多內容都是基于我們中學課本的知識，但又與枯燥的、遍布方程式的課本截然不同，用聲光電影的方式展示化學之美和傳播化學知識，讓讀者既熟悉又覺得新鮮。這也是為什么視頻推出后得到很多中學生追捧的原因，還有不少中學老師都喜歡用他的視頻作為教學的資料，以引發學生的學習熱情，幫助學生喜歡上化學。

3 最酷的化學原創科學傳播作品——“美麗化學”綻放科學之美

“美麗化學”是由中國科學技術大學先進技術研究院和清華大學出版社聯合制作的一個原創數字科普項目，其主旨是將化學的美麗和神奇通過數字技術和媒體傳遞給大眾，包括“化學反應”和“化學結構”兩部分，具體包含熒光液滴、沉淀反應、化學花園、顏色變化、金屬置換、結晶過程、產生氣泡、煙等主題的視頻，從宏觀和微觀兩個尺度展現化學的結構之美，以及化學反應中我們肉眼難以觀察到的精妙細節，整體視覺色彩艷麗，奇幻姿態，細節毫發畢現，據說就連親自演示實驗的老師在看到拍攝素材后都嘆為觀止，難以置信。

這一作品上線之后在國內外引起轟動，騰訊視頻上有200多萬的播放次數，被國內媒體譽為可能是中國人制作的最酷的化學科學傳播作品，其英文版本上線后更是獲得了美國《時代周刊》等媒體的諸多好評，多個國家的媒體爭相報道。該項目榮獲由美國國家科學基金會和美國《大眾科學》雜志舉辦的2014—2015 Vizzies國際科學可視化競賽視頻類專家獎，之前還未曾有中國大陸的團隊獲得此獎項，中國科學傳播的制作水平從此在更大范圍內被人知曉和傳播。片中的化學反應圖片還入圍了由英國皇家攝影學會舉辦的2015國際科學圖像大賽，并計劃于2015—2016年在英國巡展。這一項目還曾榮獲浙江省科技館和果殼網舉辦的2015菠蘿科學獎菠蘿U獎以及2015年上海科普微電影大賽最佳攝影獎，被評為第六屆中國數字出版博覽會2014—2015年度創新作品。

背景：2012年，梁琰（現任中科大特任副研究員）作為科學動畫師，參與將美國博物學家、“社會生物學”奠基人威爾遜的作品《地球上的生命》開發成基于蘋果iBooks平臺的數字教科書，這一類型的數字教科書具有革命性意義的。此后他將科學可視化的理念帶回國內，2014年3月正式啟動“美麗化學”項目，9月30日，“美麗化學”英文版網站上線（beautifulchemistry.net），10月底中文版推出。這一作品既可作為數字教科書，也非常適合大眾普及。目前很多國內的化學老師已經開始在教學中使用這些視頻，亦有越來越多的人關注和喜歡這一作品。

創新點：（1）理念新，“美麗化學”的網站上提及，作者團隊的初衷是：“我們希望形成一種獨特的化學審美觀，使化學之美親切可愛，從而激發更多孩子和學生的興趣，改變人們對化學的負面印象。”（2）技術新，視頻使用最新的4K高清攝影機，捕捉化學反應中的繽紛色彩和微妙細節；使用先進的3D動畫和互動技術，在分子尺度上展示化學結構的美麗。（3）受眾廣，微觀之美打動觀者，非專業領域的觀者也會對化學產生興趣。

以上介紹的這三部化學科普作品目前在國內知名度都比較高。在讀者和觀者反饋中，我們都可以看到類似這樣的話：“要是當年我能看到這樣的視頻，可能我會有不一樣的選擇，我可能會愛上化學?！睘槭裁催@三部作品能受到大眾的歡迎，它們在科學傳播和科學普及方面有什么獨到之處和共同點？說起來，三位作者還有些淵源。真?鳳舞九天在《視覺之旅：神奇的化學元素》的啟發下，結合自己的科普視頻，用圖片來展示一個又一個的化學反應，出版了《瘋狂化學》紙質書。“美麗化學”也借鑒參考了格雷APP的形式。格雷對“瘋狂化學”的創作給予了鼓勵和肯定，對“美麗化學”都贊譽有加。三個作者在北京有一次愉快的關于化學普及和科學傳播的會談，都談到了創作的初衷。他們都是化學的資深愛好者，都感受到大眾對于化學的理解很多時候局限在負面的新聞之中，于是希望通過自己的努力，讓更多受眾了解化學的真實面目，從而愛上化學。他們都選擇了讓內容可視化的形式向大眾展示科學知識，為我們提供了常見的化學課本中方程式冷冰冰的面孔截然不同的熱烈與新鮮，他們提供的內容或貼近生活，或是唯美藝術，重在引導對化學的熱愛，而不是簡單地說教。

我們可以看到，科普應用的內容和形式是否豐富，是否獨創，都決定了用戶對它的接受程度和喜愛程度。比如格雷以元素收藏這樣新穎的方式，結合自己的個人經歷和對化學的愛好、思考，加上元素被發現的有趣故事，把有關元素的知識重新串聯起來，生活色彩濃郁。真?鳳舞九天的視頻以我們學科的知識為基礎，以視頻和動畫的形式展示網絡上熱點實驗的美妙過程，更注重展現一些熱烈、驚人的場景，讓枯燥的課本知識變得真誠、熱烈?！懊利惢瘜W”則更有情趣，重點突出了化學“美麗”的特點，視頻唯美，極具藝術感。這三者都一改科學內容嚴肅的面貌，以精美圖片和視頻給人以感染力，突破了文理科的界限，因為美麗的事物勢必會引起各個階層和年齡層次的人們不由自主的共同呼應，讓觀眾不由自主地對化學乃至科學產生興趣。靜下來思考一下，我們科學普及未來的方向，除了幫助大眾了解科學知識，分辨是非，還需要提供這類兼具科學內容和人文素養的作品，以提高大眾對科學的興趣——要知道，興趣才是最好的老師，有興趣的人會主動吸收知識，而非被動接受知識。

當然，我們也可以看到視覺的效果與平面紙質的展示相比，確實會帶來直射眼球的沖擊，更容易讓人理解和引發興趣，從而讓觀者在審美享受的同時，也潛移默化地享受到了知識。在國外，美國的Discovery和英國BBC的科教紀錄片給我們提供了精良的科學內容以及美不勝收的視覺體驗，在國內也有著為數不少的擁護者。很多人都期望國內也能有這樣的作品展現。可喜的是，我國也越來越鼓勵科學普及的創新和多樣化。舉個小小的例子，中國科協科普部2013年“公眾喜愛的科普作品”推介活動涉及的是科普圖書、期刊和影視作品，而2014年就增加了優秀科普微博、科普微信公眾號、科普APP、科普微視頻等內容的評選，可謂與時俱進，也有著鼓勵和倡導的意味。我們可以看到陜西師范大學“生活中的化學”微博和微信公眾號數以萬計的粉絲，以及頗有趣味的“化劇團”“小游戲？”“學科互動”以及“chem.fun”“chem.story”各個版塊的設置，也可以看到胡桃夾子工作室的“分鐘學堂”，以一分鐘的視頻精心打造的系列視頻，將性教育這類傳統上難以啟齒的內容普及給讀者，在優酷網上播放次數上億。相信會有這樣越來越多的優秀的作品和形式涌現出來，而且在科學內容、藝術展示手法以及數字制作技巧等方面都有很大的提升，以給我們國內的讀者提供容易消化、易于吸收、口感好且色香味俱全的精神食糧。這也是每一位科普工作者都應該努力的方向。

[1] “美麗化學”：一場風花雪月的化學電影[EB/OL]. http://www.tsinghua.edu. cn/publish/bzw/7583/2014/20141216161633855999122/20141216161633855999122_.html.

[2] 科學人專訪《美麗化學》：純粹化學，純粹美麗[EB/OL]. http://www.guokr. com/article/439465/.

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

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