“化”中有话 | “艺术与化学”课程有感——镜头下的化学之美

更新:2020-03-14 22:29:57

     艺术与化学息息相关,互相映衬,我在“艺术与化学”的讲堂上深深感受到了这一点,连环画、青花瓷、版画等等无不聚焦化学的艺术之美。感慨的同时,我不禁回忆起高中化学课上,老师曾提过一位研究员用镜头展现化学之美的故事。

中国科学技术大学的《美丽化学》项目,被誉为“烧杯中的国家地理”,梁琰副研究员和他的团队从化学这门基础学科中发现了摄人心魄的美感,借助4K高清摄影机和视频技术,挣脱时间的束缚,记录下了化学反应和化学结构中以微米计的壮美图景。

     当一滴硝酸银溶液,坠入一杯氯化钠溶液的汪洋之中,会发生什么?在实验室中,我们能看到的画面不过是原本清澈的液体产生白色沉淀,变得像洗碗水一样浑浊。然而,在《美丽化学》的镜头下,我们却能够看到,在漆黑的天幕之下,突然划入流星雪白灿烂的轨迹,然而,流星并未落地,而是中途折转方向,缓缓上升,上升,然后像礼花般轰然绽放,火花四射,下沉,及至最后,整个画面又变成了海底的景象,刚刚发生过反应的地方现在矗立着一座巨大的冰山!

     2014年7月19日,科学家梁琰第一次在实验室里看到了这幅景象。那天在场的有三个人都是化学领域的专业研究人员,他们全都忍不住惊呼起来,因为效果实在太震撼。而这一刻也成为他拍摄《美丽化学》的起点。

     其实,此前网上也有不少人拍摄化学反应视频,但这些视频大部分发生在玻璃容器里面,就像课堂上老师给我们播放的实验视频那样,视觉的主体并不是化学反应本身,而是反应发生的容器——试管、烧杯等等,给人留下单调枯燥的传统印象。

     于是当梁琰准备拍摄《美丽化学》时,首先便是想办法取代玻璃容器,让化学反应本身成为视觉主体玻璃仪器,毕竟反应容器不仅阻挡视线,而且弯曲的玻璃表面还会让物体变形。最后,他找到了一种叫做“比色皿”的装置,他亲切地称它们为“小鱼缸”。“小鱼缸”表面平滑,由光学玻璃制成,原本是用来做光谱分析的,因此可以最大程度地保证视觉上还原本真的效果。此外,他们在拍摄的过程中,尤其注意不使用特效、不额外处理颜色,只稍微处理一下曝光的效果,尽量忠实地还原化学本身内容。

     下面请欣赏几个例子:

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(Cu+2AgNO3→2Ag+Cu(NO3)2)铜置换银的反应 :只见冰晶凝结成凌厉的冰刀,越来越快、越来越密而细地从四面八方伸展出来,像一根根具有生命的尖刺不断地向前推进着、扩张着自己的边界。


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金属锌的电沉积:锌像孔雀开屏般自信高傲地延展着,开屏后瞬间冰封,将迷人的姿态冻结一刹那的瞬间。


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重铬酸钾结晶:好比森林被秋色染红,秋意垂涎欲滴。


      这是魔法吗?不,这是化学!

      在《美丽化学》的系列中,还有更多更多吸引人的作品。当化学元素在镜头下燃烧起来,镁的燃烧,就像是一颗星星突然在夜空中爆发,亮度灼人;锂的燃烧,像局部火山喷发,最后变成一团星云,在吃货眼里或许更像一朵花椰菜;铁粉的燃烧,就是“火树银花不夜天”的写照……还有金属置换反应的《黑与白》系列,铅的置换过程,像一片片金属叶子蔓延生长;锡的置换过程,好比一片林海拔地那样壮观;铜的置换过程,则像是用一串带吸盘的珊瑚迅速生长……大多数人在中学就接触过化学反应,但很少有人从美学的角度去观察它们,感知其艺术魅力。

      梁琰说:“科学给了我们一个新的方式来看待自然,或者说,扩展了我们看待自然的方式和视野。当你搞清楚了一个东西是如何运作的,那么会感觉更加美妙。” 美国《时代》官网则写道:“就算化学不是你的菜,就算你每堂化学课都睡着,但你只要看过‘美丽化学’的视频,就一定会爱上科学的不可思议!”

      在《美丽化学》的镜头下,利用先进的摄影技术,将微观化学可视化,带来一场令人浮想联翩的视觉盛宴。这不仅提供给人们一个全新看待化学反应、看待自然的方式,更能吸引更多人走进化学的美妙世界!

艺术与化学课程小论文:作者/日语 金晶

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王利民课题组
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