宇宙中恒星的誕生與消亡、口腔內(nèi)血流的奔涌、古都西安半個世紀的變遷……近期，在清華大學科學博物館展出的“俯仰之間”科學攝影展上，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、晶體結構。
“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？精微是多小？這不僅是哲學的命題，也是科學的命題。
清華大學科學博物館媒體總監(jiān)、策展人尹菱告訴《中國科學報》，此次科學攝影展示了人類肉眼不及、必須借助科學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，感受世界奇妙、科學之美，又是一種獨特的心靈體驗，參悟觀看世界的另一種維度，從而啟迪思想、提升認知。 “科學史之父”喬治·薩頓說：理解科學或者藝術，誰都離不開對方。
兩年前，清華大學科學博物館館長助理、“俯仰之間”總策劃范愛紅前往清華大學材料學院實驗室取捐贈儀器，在實驗室外的走廊上，見到了張貼著金屬原子排列的圖片，“非常震撼、太美了”！ 后來，北京大學口腔醫(yī)院副院長李鐵軍到科學博物館做一場顯微攝影的講座。在口腔病理學專家李鐵軍照相機的鏡頭里，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，也堅定了范愛紅和尹菱做科學攝影展的決心。
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)變化的細微差別的意味，是科學的魅力，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，了解背后的科學知識和思想。 因為這些圖片、影像在人類頭腦中沒有直接的認知經(jīng)驗，所以給觀眾無限想象的空間，也成就了科學攝影的精妙之處。 在展覽現(xiàn)場，“俯仰之間”不僅指拍攝者借助光學顯微鏡、電子顯微鏡、衛(wèi)星遙感、天文望遠鏡等“俯察”“仰觀”的拍攝，也將主題內(nèi)涵滲透在展覽陳設方面，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條件以及輔助的科學儀器，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，幫助觀眾科學攝影背后的科學知識與科學思維。這樣的內(nèi)容設置是科學博物館與藝術類博物館辦攝影展最大的不同?！?尹菱告訴《中國科學報》。 清華大學地球系統(tǒng)科學系副教授俞樂是科學攝影的主創(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)域為長有植被的農(nóng)田。俞樂課題組/攝
“我是大自然的搬運工?！闭劶皠?chuàng)作初衷時，俞樂說，10多年前，他有機會參與了一項全球研究，他要在半個月內(nèi)看完10多萬張遙感影像，高強度的“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”的方式其實也是模仿了地球在衛(wèi)星影像中真實自然的狀態(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)比較習慣用手指去觸摸手機屏幕，觸摸鍵盤，已經(jīng)很久沒有真實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、保護地球。 清華大學地球系統(tǒng)科學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（地學系）－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，往后預測，“大家可以猜一猜哪些是真實拍攝的，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、人與地球的關系究竟以一種怎樣的狀態(tài)存在？ 清華大學材料學院教授于榮的作品聚焦“極微小”的微觀世界，他和團隊圍繞超分辨電子顯微學與物質微結構進行研究，發(fā)明了自適應傳播因子疊層成像、局域軌道三維重構等方法，將顯微成像的信息極限推進到了15皮米，實現(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。于榮教授團隊/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，這是自然的結果，因為科學本身就是很漂亮的?！庇跇s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內(nèi)涵，“我當了爸爸之后，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、科學的深刻?！? 在展墻的另一側，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，但是借助望遠鏡，我們能夠看到不計其數(shù)的星云星環(huán)星系，我們頭頂?shù)男强丈钸h復雜，在遠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，其實是我們目光看宇宙的一個剛剛的開始?！鼻迦A大學高等研究院天體物理學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或者死亡的遺跡。 在王卓驍看來，用望遠鏡和相機記錄夜空的神奇，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，積淀我們對宇宙的認知，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備?！? 清華大學化學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、連滾帶爬架設機器后，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。 科學攝影，是科學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合起來，講述科學世界的無限魅力。 國家文物局專家?guī)煅芯繂T、“俯仰之間”科學攝影展總顧問楊玲說，科學博物館的這次主題展，是從科學出發(fā)，從器與象出發(fā)抵達藝術，進而通過藝術的感知啟發(fā)，激發(fā)觀眾進入科學領域，達成對科學的更多維度的認知。在精神維度方面，科學與藝術都是認知世界、提升生命質量的途徑和方法。
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