孙悟空登上Cell封面?一起来领略杂志封面上的科学之美

转自:果壳网

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提起杂志封面,大家一定并不陌生,杂志封面上一般都是什么图片呢?杂志的封面就好像人的脸面一样,漂亮的封面更容易吸引读者的注意力和阅读欲望。

   学术期刊封面又是什么画风呢? 红皮书,白皮书,黄皮书,蓝皮书.......


   确实有不少学术期刊非常的简约,但是统计分析也表明,影响因子高的期刊更倾向于使用封面图片。

   例如国际最顶级三大名刊Nature、Science、Cell,它们的每期封面都像是一幅美丽的科学艺术作品,并且大多数是由论文作者提供,由某些科学插画师创作,是科学与美的结合。

   今年是猴年,美猴王孙悟空也跑到Cell系列期刊的封面上去啦!

   孙悟空被八卦炉中的三昧真火烧练了49天后,不但没有死反而成了火眼金睛。从逻辑关系上表达了失去活性酶( LKB1苏氨酸蛋白激酶)的肺腺癌细胞反而具有了更强的可塑性和更好的性能。

   中国的万里长城也多次登上顶级期刊封面。

   中国科大潘建伟院士第一次成功实现自由空间量子传输的实验就是在长城上相邻16公里的两个烽火台之间完成的,那是王国燕和很多同事第一次创作顶级期刊封面,不太好把握期刊的风格和品味,所以做了不少版本,最终上了Nature photonics的封面是这样的。

   后来潘建伟院士又实现了百公里量子通讯试验,而且在今年7月份发射全球首颗量子通讯卫星。但第一次的试验选择在长城上完成,主要是想表达一种民族情怀和爱国精神。

   除了长城、孙悟空之外,后羿射日、汉字等元素登上国际学术杂志封面,中国科学家们“想告诉大家这是中国人的研究成果。”虽然科学没有国界,但科学家是有国籍的。

   用图形图像来表达科学自古有之。传说阿基米德被士兵杀害的时候,正好就在沙子上绘制几何图形。上个世纪70年代计算机技术的发展,带动产生了一个交叉学科叫做科学可视化。巧合的是,马斯洛需求层次理论也在1970年调整,增加了求知与审美作为人的两大需求。用谷歌全球图书词频分析,我们发现科学与艺术越来越贴近,尤其在1970年之后。

   刚才用到一个分析工具:“谷歌图书馆”。谷歌干了一件很可怕的事情,把全球3000多万本各个历史年代的图书扫描成了电子版,占到现存图书总量的1/4,并且计划在最近几十年把全世界所有的图书都扫描完成,这件事情太了不起了!不光方便查资料也可以用来做文化历史研究,所以上了Science封面,是一个用图书做成的时空隧道。

   怎样才能创作出一幅科学图像呢?

   最简单直接的办法就是展示研究对象,从微观的细胞组织和材料结构,到宏观的生物体甚至宇宙星云,这是最常见的思路。此外,实验直接观测到的数据与信号经常也很漂亮。

   可是光展示研究对象是不是太单调了?

   生物试验经常用到小白鼠,可是都只用小白鼠怎么能区别每个实验的不同呢? 所以更生动一些的表现方式是展示多个视觉元素及逻辑关系。例如土豆基因序列,要展示“土豆”和“基因”两个元素,还要有机的结合起来。用薯片和薯条做成了DNA造型被选中成了封面,另外一幅却没被采用,这个红红的果皮是不是会让人以为是苹果皮对不对? 还有牛的基因,植物的基因,人的基因等等,都是相似的创意。

   这是人体肺部气道上的细胞表面,是中国科大梁琰老师创作的,这个表皮上的绒毛最初设计成直的,从视觉效果上来看直的更舒适一些,但科研团队觉得在理论上这些绒毛应该是弯曲的,最后就调整成了现在的样子,像一片绿油油的杂草地是不是?

   关于光子的波动性和粒子性一直都有争议,中国科大李传锋老师的团队通过一个试验设计同时观测到了光子的波动性和粒子型特征,我就用太极水晶球来表达光子对立互的特性。

   碳酸盐岩的微观结构,人工控制PH值、二氧化碳浓度和温度等条件就形成这些漂亮的花,当然这些彩色是人工添加的。

   Science杂志每年都举办全球科学可视化挑战赛,这是其中的一幅获奖作品,是暗物质的宇宙网络。色彩渲染让画面非常具有视觉冲击力。

   亚纳米拉曼成像是2013年的中国十大科技进展成果,模拟科学试验的环境和过程我们创作出了两幅不同风格的作品,很有趣的是,国内媒体报道都用右边这幅“玉如意”风格,国外媒体都用了左边这幅“微观摄影风格”,可见审美也是存在文化差异的。

   石墨烯是当前的热门材料,单层石墨烯的特性之一就是任何物质都不能穿透它。于是就有人来尝试从最小的物质来一个一个试验,发现氢离子也就是质子是可以穿过的。这个闹洞大开的人就是中国科大工程学院吴恒安教授,他的这篇文章发在了Nature上。

   诺贝尔奖获得者诺奥肖洛夫说发现石墨烯的过程,就是像是创作一幅中国画, 用透明胶带对折再对折,然后就从石墨上分离出了单层石墨烯分子。于是我和好朋友陈磊就做了一个石墨烯蝴蝶的设计,作为国际石墨烯大会的视觉标志。

   诺贝尔奖得主李政道曾说,“科学和艺术是不可分割的,就像硬币的两面。”科学之美就像是一个钟摆,在科学与艺术间来回摆动。因为接近科学而理性,因为接近艺术而显得可爱。在科学的世界里,尽情感悟科学与艺术结合之美吧!




责任编辑:石永宁