太神奇了!摄影师把抽象的科学变成精彩的照片

太神奇了!摄影师把抽象的科学变成精彩的照片
这是一系列照片的最后一张,展示的是嵌段共聚物在24小时内的变化过程。
 
撰文:CATHERINE ZUCKERMAN
摄影:FELICE FRANKEL
 
  对于热爱数学的人来说,清晰的线条和优美的逻辑方程式是非常美好的东西。但对于外行来说,即使是最优雅的数学也可能是胡言乱语。同样的还有物理基本定律、生物学突破以及极其复杂而又适用于日常生活的科学概念。
 
  因此,研究者如何让公众理解自己的工作呢?欢迎来到摄影师Felice Frankel的擅长领域。

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在这幅金属四面体的照片中,光线起着至关重要的作用,因为光线投下一道“重要的影子,”Frankel说道,“而影子则成为照片非常重要的组成部分。”
 
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自称“吃货”的Frankel用手机在自家的厨房里拍摄了这张照片。“当时我在炒一些五颜六色的辣椒,我把玻璃盖放在平底锅上后,之后就出现了这样一幅景象。我看到的都是科学现象:凝结、光学,还有更多。”

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一台高精度扫描仪揭示了一块3厘米长的玛瑙的惊人细节。
 
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图为一种柔软的、类似橡胶的材料,用来研究海狸皮如何帮助海狸与水绝缘。当研究人员对其进行巧妙的折叠,然后从内部照亮后,这种材料突然变得更加引人注目。

  Frankel是一名科学爱好者,她善于与别人进行生动的对话。Frankel目前就职于麻省理工学院,主要帮助学生尝试用视觉方式展示自己想法。她的新书《图绘科学与工程》中充满了用引人注目的照片呈现的复杂研究和数据集的例子。

  Frankel说,这么做是为了帮助科学家“认识到美丽的照片能更好的引起公众的注意”。
 
  这么做并不需要高级的设备。Frankel在新书的第一章“平板扫描仪”中就证明了这一点。她说,只要扫描仪的分辨率可以控制,这种科技含量相对较低的工具就能从类似玛瑙或鲍鱼这样的物品中捕获大量信息。
 
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你会如何展示时间的推移呢?在这一系列照片中(每张照片都是单独拍摄然后拼接在一起),随着嵌段共聚物所在的溶液持续蒸发,它会不断改变颜色。

  “这实在太美妙了,你可以观察到无法用肉眼看到的细节,”Frankel说道。平板扫描仪还能拍摄更复杂物体的照片,比如有盖培养皿或分析设备,并用新的方式对其进行展示。这经常会使人们感到吃惊,她说道,因为“大多数人使用平板扫描仪处理文档。”
 
  新书的其它章节向读者介绍了相机使用和光线操控的基本方法,以及如何使用显微镜甚至手机来呈现一个概念或一个难以理解的计算方法。在一些无法用照片展示的情况中,Frankel建议使用比喻。比如说,“我们究竟该如何讨论量子力学?”她问道。“甚至量子物理学家都有困难,因为这门学科涉及高度复杂的数学问题。”
 
  为了阐明量子物理理论更违反直觉的原理,比如光可以同时表现为波和粒子的概念,她制作了一张玻璃苹果投下方形阴影的数码照片。(为了通过思想实验解释量子物理学,物理学家有时候也会做类似的事情,比如薛定谔著名的猫。)
 
  Frankel大学期间主修生物学和化学,她说虽然自己首先是一位摄影师,但科学一直是自己的热爱。
 
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这两张分析设备的照片都是用连接着显微镜的相机拍摄的。“这两张照片都是通过显微镜呈像技术拍摄的,该技术能够突显表面结构,然后转换成不同的色彩变化,”Frankel说道。

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放大倍数更大的图像展示了更详细的细节。

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这幅经过色彩校正的照片展示的是蓝色大闪蝶的翅膀,是Frankel利用扫描电子显微镜拍摄。
 
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一张放大倍数更大的照片展示了蓝色大闪蝶翅膀的更详细细节,“之所以呈现出蓝色,是因为其翅膀表面主要反射蓝色光波,”Frankel说道。
 
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Frankel经常使用背景作为照片的组成元素,比如这个调色板。
 
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“为了拍摄这张水滴照片,我使用了105微距镜头,我预计调色板背景会变得模糊。如果你仔细观察,你会看到水滴中的彩色网格,”Frankel说道。
 
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图为放在平板扫描仪上的一个打碎的生鸡蛋,鸡蛋通过一个碗固定。
 
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“图为使用静态照片展示变化的另一个例子,”Frankel 说道。上述照片展示了有盖培养皿中的BZ化学反应过程,总共5分钟,每张照片间隔11秒。

  “小时候,我会像所有孩子一样仔细观察东西,”她说道。现在,当她和学生坐在一起讨论用视觉方式展示一个概念时,她首先会让他们告诉自己想传达的最重要因素。如果这个学生无法回答,她会让他(她)回去继续寻找。
 
  “其实就是找到概念的本质,为了做到这一点,你首先必须做到自己理解,”她说道。
 
  在新书的最后,一个可视索引列出了Frankel的几十幅作品,还有和这些作品一起发表的研究。整个过程都是通过合作完成,她说道,“充满了乐趣。”虽然大多数研究生项目不包括科学和工程的视觉传达课程,Frankel希望这种情况在未来会有所改变。
 
  “我认为年轻一代的科学家都能认识到视觉传达非常强大。”
 
(译者:流浪狗)
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