想象另一种引力

奇迹之地

在过去这两百多年间，科学发展一直处于高速运转，且不断细分，但科学是否真的和艺术背向而驰？一览人类文明的成果，你会发现答案是否定的。

科学所揭示的自然之美俯拾皆是：利用电磁波，人类“视力”得以拓展，使不可见者可见；微观世界亦有其美妙之处，各式的显微镜、电子离子对撞机、散裂中子源使人类可一窥生命或非生命体的显微结构之精巧；作为对地球“遥远的感知”，遥感技术的“火眼金睛”无时不刻都在记录着这个美丽星球的变化；借助功能不断更新、强大的太空望远镜，我们得以把目光投向深邃辽远的宇宙，看到浩瀚的星空一如璀璨无边的梦境。这些由科学揭示的美，通过不同层次的视觉呈现，刷新着我们的审美体验，拓宽着我们的认知空间。求知道路上，美从未缺席。

艺术领域中的大变革几乎都依靠着科学的给养：摄影术让绘画告别古典写实的单一模式；光学的进步使人们发现了色彩的科学性，进而推动印象派和点彩派在美术史上创造出划时代的辉煌艺术成果；受相对论的影响，立体主义将物质的确定性彻底粉碎，把物质的实体变成一种超现实的暧昧不明的状态；获益于几何学的普及，塞尚奠定了近代造型艺术的基石；亚历山大·考尔德（Alexander Calder）利用机械装置与力学原理，创造了动态雕塑；神经科学、心理学、量子理论等学科的发展，给先锋艺术家们开辟出条条新路，发展出日后的抽象艺术、超现实主义、观念艺术等艺术分支；随着计算机和网络技术的迅猛发展，数字艺术作为现代新兴的艺术表现形式，也在不断发展和完善。 

艺术同样给科学带来变革的灵感。现代神经科学之父圣地亚哥·拉蒙-卡哈尔（Santiago Ramón y Cajal）曾用画笔精细地描绘出了显微镜下的活体解剖组织结构，具有极高的艺术和科学价值；弗莱明在培养皿上用细菌作画的经历，帮助他发现了改变世界的青霉素；普朗克从音乐的振动现象中得到灵感，借鉴谐振发声现象来描述黑体辐射现象，提出了能量量子化的假设和黑体辐射公式；现在彩色印刷和数码成像采用的点阵图，是点彩画派反哺促生的成果。爱因斯坦、彭加勒（Jules Henri Poincare）、狄拉克（Paul Dirac）和杨振宁等诸多杰出的科学家在科研过程中都曾受到艺术的启发。

在科学和艺术的交汇处，总是能迸发出创新与变革。尼采将这块未知的混沌领域称为“彩虹边缘的色彩”。这里寄存着人类亘古以来探索宇宙奥秘的初心，也深埋着人类存在的意义和价值。

本书以视觉呈现“科学与艺术”融合的主题，由科学艺术传播机构“as科学艺术研究中心”历时五年采编而成。本书展现了14位国内外当代科学艺术家的300余幅作品，如意大利地质学家贝尔纳多·切萨雷、美国科学摄影师费利斯·弗兰克尔、中国著名视觉艺术家叶锦添，装置艺术家×生物化学研究者清水阳子.....量子物理学、矿相学、分子生物学、纳米科学、音流学、环境学……著名物理学家李政道曾说“科学和艺术是不可分割的，就像一枚硬币的两面”。不同领域的科学知识、与生活相关的社会问题、意想不到的讨论视角、惊艳的影像，横跨科学、绘画与设计，书中的作品与思考能激发大众的好奇心，打开思路，改变你认识世界的方式。

as 科学艺术研究中心在本书中采访了 14 位先锋的跨界探索者，他们是极富创新的“多栖人士”，无论背景多么迥异，他们都拥有着狂放的想象能力、极高的审美趣味严谨的科学实践经验、不同的哲学思考视角以及对科学、艺术融合的热忱。我们希望把这些创新领域先驱们的切身实践经历分享给大家，并尽量在看似杂乱无章中的创新思维领域中，抽丝剥茧地找到某种规律。

——蔡潇（as科学艺术研究中心创始人）

本书以视觉呈现“科学与艺术”融合的主题，由科学艺术传播机构“as科学艺术研究中心”历时五年采编而成。本书展现了14位国内外当代科学艺术家的300余幅作品，如意大利地质学家贝尔纳多·切萨雷、美国科学摄影师费利斯·弗兰克尔、中国著名视觉艺术家叶锦添，装置艺术家×生物化学研究者清水阳子.....量子物理学、矿相学、分子生物学、纳米科学、音流学、环境学……著名物理学家李政道曾说“科学和艺术是不可分割的，就像一枚硬币的两面”。不同领域的科学知识、与生活相关的社会问题、意想不到的讨论视角、惊艳的影像，横跨科学、绘画与设计，书中的作品与思考能激发大众的好奇心，打开思路，改变你认识世界的方式。

as 科学艺术研究中心在本书中采访了 14 位先锋的跨界探索者，他们是极富创新的“多栖人士”，无论背景多么迥异，他们都拥有着狂放的想象能力、极高的审美趣味严谨的科学实践经验、不同的哲学思考视角以及对科学、艺术融合的绝对热忱。我们希望把这些创新领域先驱们的切身实践经历分享给大家，并尽量在看似杂乱无章中的创新思维领域中，抽丝剥茧地找到某种规律。

——蔡潇（as科学艺术研究中心创始人）

as科学艺术研究中心

成立于2017 年，以“跨界促生变革”为核心，致力于打造科学艺术交叉研究与创新平台，促进不同学科领域间的高度融合。中心集创作与传播为一体，推动科学知识的艺术化呈现。曾与奥斯卡美术指导叶锦添共同开发“全观”和“凝望”等科学艺术展；为中国科学院等科研机构的研究成果进行科学可视化呈现，其中服务的学术期刊《基因组蛋白质组与生物信息学报》(简称“GPB”)获“中国美期刊奖”；坚持科学艺术领域的科普文章原创，微信公号“as 科学艺术研究中心”屡次入选“腾讯新闻惊蛰计划”；出版多部科学艺术类书籍，如“生命小剧场”系列、《生命折叠》、“不完全人体手册”系列等。

【以艺术诠释科学】

002 BERNARDO CESARE 贝尔纳多·切萨雷

看见岩石之不可见

036 DAVID GOODSELL 戴维·古德塞尔

游走在原子与细胞之间

068 FABIAN OEFNER 法比安·奥夫纳

捕捉可感知的时间

102 FELICE FRANKEL 费利斯·弗兰克尔

被放大的真理

132 JONATHAN FELDSCHUH 乔纳森·费尔德舒

绘制宇宙的大美

164 MARKOS KAY 马科斯·凯

用计算机构建生命世界

198 TANYA HARRIS 塔尼娅·哈里斯

体悟生命的振动

【当科学启迪艺术】

016 CHERYLSAFREN谢里尔·萨弗伦

化学反应的艺术

052 JÓLAN VAN DER WIEL尤兰·范德维尔

用自然的力量设计

086 JULIE SPERLING 朱莉·斯珀林

心系气候变化

116 LUKE JERRAM卢克·杰拉姆

绚丽的无色世界

146 ROGAN BROWN 罗根·布朗

对微生物世界的恐惧与着迷

180 TIM YIP叶锦添

“外相”与“内相”

210 YOKO SHIMIZU 清水阳子

想象另一种引力

本书以视觉呈现“科学与艺术”融合的主题，由科学艺术传播机构“as科学艺术研究中心”历时五年采编而成。本书展现了14位国内外当代科学艺术家的300余幅作品，如意大利地质学家贝尔纳多·切萨雷、美国科学摄影师费利斯·弗兰克尔、中国著名视觉艺术家叶锦添，装置艺术家×生物化学研究者清水阳子.....量子物理学、矿相学、分子生物学、纳米科学、音流学、环境学……著名物理学家李政道曾说“科学和艺术是不可分割的，就像一枚硬币的两面”。不同领域的科学知识、与生活相关的社会问题、意想不到的讨论视角、惊艳的影像，横跨科学、绘画与设计，书中的作品与思考能激发大众的好奇心，打开思路，改变你认识世界的方式。

as 科学艺术研究中心在本书中采访了 14 位先锋的跨界探索者，他们是极富创新的“多栖人士”，无论背景多么迥异，他们都拥有着狂放的想象能力、极高的审美趣味严谨的科学实践经验、不同的哲学思考视角以及对科学、艺术融合的热忱。我们希望把这些创新领域先驱们的切身实践经历分享给大家，并尽量在看似杂乱无章中的创新思维领域中，抽丝剥茧地找到某种规律。

——蔡潇（as科学艺术研究中心创始人）

as科学艺术研究中心

成立于2017 年，以“跨界促生变革”为核心，致力于打造科学艺术交叉研究与创新平台，促进不同学科领域间的高度融合。中心集创作与传播为一体，推动科学知识的艺术化呈现。曾与奥斯卡美术指导叶锦添共同开发“全观”和“凝望”等科学艺术展；为中国科学院等科研机构的研究成果进行科学可视化呈现，其中服务的学术期刊《基因组蛋白质组与生物信息学报》(简称“GPB”)获“中国美期刊奖”；坚持科学艺术领域的科普文章原创，微信公号“as 科学艺术研究中心”屡次入选“腾讯新闻惊蛰计划”；出版多部科学艺术类书籍，如“生命小剧场”系列、《生命折叠》、“不完全人体手册”系列等。

BERNARDO CESARE

贝尔纳多·切萨雷：看见岩石之不可见

• 姓名

贝尔纳多·切萨雷 Bernardo Cesare

• 地区

意大利

• 科学关键词

岩石学

矿物学

矿相学

• 艺术关键词

偏振光摄影

显微摄影

• 宣言

我进行的艺术性的可视化是在以不同的方式展示科学，它保持了一贯的严谨性，但更加美观。

代表作品

“麻粒岩”(Granulite)系列

“海洋碧玉”(Ocean Jasper)系列

…………

贝尔纳多·切萨雷出生于威尼斯，是意大利帕多瓦大学(University of Padua)地球科学系教授。他的学术研究兴趣包括岩石的熔融和变质作用，矿物学及矿物包裹体。他利用显微镜观察、研究岩石已超过 30年。为了分享他对岩石的热爱，切萨雷在2009 年开设了自己的显微摄影网站，取名为 micROCKScopica，这个名字将岩石(Rock)与显微镜(Microscope)组合在了一起，像极了切萨雷的一生。

切萨雷的创作方法源于矿相学(利用矿相显微镜等研究金属矿石的学科)。显微摄影是他科研的重要手段:将岩石切割成 30 微米厚的薄片，置于显微下透过偏振光来观察它的内部组成、矿物的形成顺序以及相互关系等，并通过安装在显微镜上的相机拍摄下来在艺术创作的过程中，他打破了科学研究的常规流程通过旋转载物台、偏光镜、增加补偿器，捕捉有趣的有美感的瞬间，使岩石展现出缤纷的干涉色。

虽然他的作品颜色十分绚丽，但无一是出自人工合成一一他拍照后从不调整图片颜色，仅展现岩石薄片在偏振光的透射下自然呈现的色彩和图案。他也很少谈论自己作品的艺术性，只是称自己为“一位对脚下数十千米深处发生的事感兴趣的地质学家”。他认为瑞士艺术大师保罗·克利(Paul Klee)的观点正是他之所系:“艺术并不复制可见之物，相反，它能使不可见变成可见。”

在切萨雷看来，岩石才是大地上真正的艺术家。经由各类地质作用，这些岩石被挤压、拉伸甚至粉碎，受此影响，切片的干涉色也表现出独特的韵律。岩石记录下了“沧海桑田”的地质变化而他仅是一位摄影师或转述者，帮助岩石向世界展示其内在的美与故事。

as:在地质学中应用摄影技术有哪些特别的挑战?

切萨雷:首先需要解释的是，我的作品是在偏光显微镜下拍摄的。通常我们需要将岩石切制成非常扁平的薄片;之后，把它粘在载玻片上。当薄片厚度达到 30 微米时，岩石也会变得透明。将样本置于显微镜下让光线从底部穿过薄片，单调的岩石将具有花窗玻璃似的色彩，也就是干色。人们在我拍摄的照片中看到的颜色都是我通过艺术化地使用偏振光得到的干涉色。有些岩石薄片即使在偏光显微镜下，也只量现出2-3 种单调的颜色。不过，通过在显微镜中添加一个补偿器(有一定厚度的“滤光片”)，新的颜色就会出现。

拍摄的一项重要挑战，无关于摄影，而是关于样品制备。为了拍摄出好的照片，使用的岩石薄片必须仔细处理，并对表面进行抛光，以避免存在划痕或表面不平整。这至关重要，对实验室条件的要求也比较高。一旦制备好薄片，摄影上的困难可能反而比传统摄影要少一些。因为在实验室里拍摄岩石时，你有大量的时间去构思和准备。另一个挑战，可能也是显微摄影困难的一点一一聚焦。高放大倍数下，景深是非常浅的，只有几微米，而岩石薄片有 30 微米厚。这意味着焦点范围不能覆盖所有的细节。对于某些拍摄对象，这个问题可以通过焦点堆叠”来解决，不过比较耗时;但是在大多数情况下，焦点堆叠也无济于事。

另外还有一个挑战是照片的分辨率。不过现在有了2400万像囊的相机，拍摄的照片足以打印清晰的大尺寸照片了。

as：作为一名地质研究人员，你所做的将科学成果可视化的工作是否会帮助你更好地理解或者看待科学?

切萨雷: 我们不需要以一种新的方式去看待科学，而是需要去传播科学我进行的艺术性的可视化工作是在以不同的方式展示科学，它保持了一贯的严谨性，但更加美观。不过，有些照片对于地质学家来说，也有重要的科学价值。照片所展示的纹理可能有特定的意义。有时，在一个偏光镜下也许能看到一些特殊的东西，但再加入一个偏光镜后产生的图像可能就成了没有特殊含义的图像。

知识是有限的，而想象力则包含整个世界。

——阿尔伯特·爱因斯坦

科学和艺术是不可分割的，就像一枚硬币的两面。

——李政道

我不敢肯定这是一群前卫艺术家的实验报告，还是一部让人愉悦的古怪科普书籍。我的犹豫，当然来自今天常见的世界范畴分类方式:科学还是艺术? 我们都以为这两者楚河汉界，不可逾越。而且还都以为这是自古以来就存在的本质分别。然而，这种分类只是一个近代的欧洲发明罢了。从这个背景来看，这本书是大胆且让人耳目一新的挑战。然而，它又是一种古典的回溯，能让你想起达芬奇在草稿上细描漩涡纹理的那一瞬间：那是科学，还是艺术?

——梁文道（媒体人）

《想象另一种引力》一书是一场科学与艺术的盛大重逢，它见证了科学与艺术在当代语境下的“耦合同频”和“超融共生”，激发着新时代科学艺术家们的叙事媒介朝着多元化、多维度的方向发展延伸。

——范迪安（中国美术家协会主席、中央美术学院院长）

科学赋予艺术无限的空间和想象力，大如宇宙，小如量子。艺术从中找到光和色彩，找到引力和空间，找到其中几何的合理和形状的完美。《想象另一种引力》正是这样一个开始，我们的心灵将从中得到慰藉和满足。

——于军（人类基因组计划 组织者和执行人）

《想象另一种引力》这本书是一场科学艺术融合的视觉盛宴，一次难得的想象力启发。例如书中意大利科学家贝尔纳多·切萨雷（Bernardo Cesare）的矿石显微摄影作品，带来前所未有的地球之美体验，以当代视角带我们看见世界的更多可能。

——李栓科（《中国国家地理》杂志社社长兼总编辑）