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TUhjnbcbe - 2023/4/27 20:04:00

本文转自:科普中国

人们喜欢艺术品,因为它们带来美好的感受。不过,在中国科学技术大学科技传播与*策系特任副研究员、“美丽科学”创始人梁琰手里,科学也可以是艺术品。化学反应、食物、火焰、动物,他和团队努力展现科学美丽的一面。在梁琰看来,现代化的技术手段应该服务于教育,让科学教育更完善,更能引发孩子们的兴趣。梁琰老师为大家带来演讲《记录一朵火焰的美丽》。

以下为梁琰演讲实录:

最近播放的《风味人间》第二集《落地生根》中,有一个镜头。你能看出是什么?

这小麦的种子。《落地生根》中的镜头是电脑制作的动画,参考图像就是我们用显微镜拍摄的各个角度的小麦照片。

演讲嘉宾梁琰:《记录一朵火焰的美丽》

大家知道,显微镜的话可以放大很多倍,所以每次我们只能拍非常小一部分。另外,显微镜的景深非常小,所以我们每次要拍大概10多张甚至20多张照片进行合成,才能得到一张清晰的照片,然后再把各部分的照片拼接起来,才能得到一张非常高分辨率的小麦图像,给动画作为参考——分辨率高到什么程度?下图是一个50%放大的小麦的样子。

50%放大的小麦的样子。

说到《风味人间》,会让人想到美食和厨艺,也让我想起在美国波斯顿工作时的一段经历。当时哈佛大学的一个学生来联系我,他在一门课程中担任助教,课程的名字叫做scienceandcooking,就是“科学和厨艺”,讲厨艺里的各种各样的科学,教授是一个特别有名的物理系教授。他们希望我帮忙做一些可视化的工作。我就做了这很多的调研,找到了这本书,书名是《onfoodandcooking》。

有人评论化学家:就像做饭一样,用各种各样的瓶瓶罐罐、把东西丢进来煮来煮去的,有点像做饭。看到这本书后,我发现其实做饭、做菜,包括食物本身,都有很多的化学原理和化学反应,很有意思。

我不是吃货,但我对食物和厨艺背后的科学非常感兴趣。我就联系了书的作者HaroldMcGee:我们可不可以一起来做一些好玩的项目?于是有了下面的动画。这个动画展示的是从牛奶到酸奶的过程,我们展示了牛奶中的一种重要的蛋白质“酪蛋白”,从发酵的过程中是如何进行变化,最后变成了一个这种三维的网状结构。所以,为什么酸奶看起来是半固态,就是因为这个酪蛋白最后形成了一个这样的三维的网状结构,把水分子固定在里边。

年,我们开始做“美丽化学”的项目。因为我学化学,特别喜欢微观的这种看不见的分子和原子的结构,我们还做了化学史,但我发现,更受大众欢迎的是化学反应,因为很多是大家在初中或者高中就见到的反应,但是当时并不知道原来这个反应这么美。

年,我们做了“重现化学”项目——这个项目是跟中国化学会一起来合作的——我们问自己:在“美丽化学”的基础上,我们还能做什么样的突破?

我觉得,主要是两个方面:技术和人。

首先,我们有更先进的技术。有了显微镜技术,可以拍到更微观的细节;有了热成像技术,能看到化学反应的温度变化。更重要的是,我们有一位成员朱文婷,她毕业于清华大学的美术学院,从视觉传达专业加入到“美丽科学”团队,给我们整个项目带来一个新的艺术视角来观察并记录这些化学反应,这很关键。

因为之前把实验室里边能拍的化学反应都拍得差不多了,那么,接下来,我们还能怎么做?先请大家看一段视频,是在上海交通大学齐飞老师的燃烧实验室拍摄的,他是一位专门研究燃烧的老师。

是不是很神奇?

可能有人会问,为什么科学家要去创作这些很有意思的火焰?就是觉得好玩吗?

其实并不是。齐飞老师研究火焰,是想揭示火焰的过程,因为“燃烧”是一个非常复杂的反应,涉及化学、物理各种各样的流体变化,所以他们想去更多地了解火焰。

为什么要这样?因为,我们现在大部分能量来源还是来自燃烧化石能源,比如煤、石油、天然气,如果能更好地了解燃烧过程本身,我们就可以提高能量转化的效率,同时减少环境的污染。不仅如此。比如,火箭发射其实也靠燃烧,如果我们能更好地理解燃烧,找到更好的燃料,那我们就有可能制造出来更强大的火箭引擎,对我们人类探索外太空可能会有新的帮助和新的可能。

顺便说一下,“美丽科学“团队也希望能进入到更多的实验室进行拍摄,能把实验室中前沿的化学之美带给观众,这是我们下面的一个计划。

为什么传播化学特别重要?

我本科就学化学,然后从年就做这样一个化学科普的项目,一直做到现在,还在做。为什么我要这么坚持来做这个事情?为什么传播化学特别重要?

首先,从第一个层面上,我觉得化学是一个受到不公平待遇的学科。大家往往觉得化学很枯燥,死记硬背,所以很多人不愿意学化学;另外“化学“这个词经常跟一些负面信息关联在一起,大家往往对它持有一种抵触的态度。

但是化学又特别重要,我们现在面临着很多的问题都需要靠化学家来解决。

这是IPCC最近的一个报道,简单说,就是留给我们人类去解决气候变化的这样的时间的窗口,现在非常非常小了。

那,我们希望做什么?我们希望能告诉大家化学是很美的,是很重要的,我们希望有更多的孩子年轻人愿意来选择化学,学习化学,因为这是他们将要面对的并且要去解决的问题。

美丽化学logo

我们之前做的是美丽化学,聚焦在化学。我们现在叫“美丽科学”,想做更多的科学的学科。这是我们的logo,像一朵花,一朵五瓣的梅花。但其实,它并不是一朵花,它是来自地球和金星的中点,围绕太阳运行的轨迹的一部分,所以既是生命科学的一种代表,也是自然科学的一种代表。另外,我来自中科大,大家知道中科大的校徽里边就有一朵五瓣的梅花。

我小时候特别喜欢生命科学。受我父亲的影响,我特别喜欢昆虫,喜欢抓虫子。抓完虫子,我就回来观察、饲养、做成标本。我特别希望能把这个爱好传给我的女儿——因为当你喜欢昆虫,愿意去观察自然的时候,你的观察力,以及你跟大自然的这种关系,都会变得不一样。

大家看,最左边是一只碧伟蜓的蜻蜓幼虫,是我女儿在我们小区的小池塘里一网子下去抓到的。我就跟女儿一起来饲养它,直到它经过一个羽化的过程,变成了一只漂亮的碧伟蜓,而后把它放归了自然。

整个过程中,我女儿每天早上起来第一件事情,就是到这个桶里看一看这只蜻蜓幼虫有什么变化,但很遗憾的是,羽化的那天晚上她睡着了,所以我用手机把整个过程录了下来,做成一个视频。大家可以到“美丽科学“的网站或我们的

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