2017年过去了。

各科学平台纷纷推出了年终科学盘点。

透过其中极具标志性的科学摄影，

我们一眼就能认出那些曾经激动人心的科学突破。

编译/丁林

近年来，越来越多的科学摄影比赛也开始以“审美”为主要评判标准。以严谨客观为己任的科学界，难道放飞自我走上了艺术路线?摄影技术给科学带来了全新的生命力，还是带来了歪风邪气?

▲2017年“皇家 学会出版社摄影比赛”大奖作品《南极方糖》（摄影：Peter Convey）

科学的归科学？

启蒙时代前的科学(或者叫“自然原理”)与艺术有诸多重合——达·芬奇是艺术家，还是科学家?我们很难说清。甚至到了17世纪，伽利略重新发明了望远镜、列文虎克发明了显微镜后，那时的科学家也只能依靠艺术家画笔，记录下“镜中”的画面。

直到2个世纪后，摄影技术诞生。

1839年，法国化学家Louis-Jacques-Mandé Daguerre 向法国科学院展示了一项“可大规模应用，并且可重复”的成像技术。这项技术的原理基于碘化银的一种特殊性质：在光照下，碘化银分子将产生化学变化，并在后续的汞蒸气处理下显现焦炭色的阴影轮廓。这是后世更高效化学显像法的雏形。

Daguerre原以为这项技术可应用于人们的日常生活。但实际上，它在科学界更快地实现了风靡，对于极端追求客观性的科学家来说，照片的写实特性是绘画无法比拟的。天文学家是最早吃螃蟹的一群人——最早的太阳和日食照片，都是在1840年代利用Daguerre的技术捕捉到的。

可以说，如果没有科学探索，可能就没有摄影的出现。

▲《宇宙》杂志 2017 年度图片之一，图为经色彩增强处理的木星南极 （摄影：“朱诺号” 飞船）

但没有摄影技术，科学也不会形成今天的格局。从诞生时起，摄影在科学领域的地位就只增不减。所有能够让人类“开眼”的光学技术、成像技术都被视为重大科学突破——X光的发现让人类成功破解DNA结构、看清遥远的星系;高速摄影技术让我们得以一睹子弹击穿物体、蜂鸟挥舞双翅的瞬间;1980年代得到发展的数字感光芯片技术，比传统化学感光法更加灵敏，让显微镜下的世界不再一片黑暗。

摄影让科学家从对艺术的依赖中解脱出来，实现了“独立”。但也正是随着摄影技术越来越复杂、学术研究越来越晦涩，20世纪的科学不仅离艺术越来越远，也越来越脱离大众。

但幸而这一状况在发生变化。在过去的20年中，数字化技术在科学和艺术领域都得到了广泛普及。许多高精度、色彩饱和的科学摄影随着互联网被迅速传播。这让许多学术圈、实验室之外的寻常百姓能够得以一睹宇宙的深处，看穿细胞的核心。

摄影曾给考古学家、天文学家、生物学家带来崭新的视角。如今，摄影正在给大众带来看待科学的新视角。

“科学摄影”大致可以分为两种用途：一是作为科学家获取数据的工具，二是作为传播科学概念的阐述方式。或者说，前者的目标是输入信息，后者的目标是输出信息。

在通过照片展示前沿突破的过程中，科学家意识到：虽然人们未必懂得摄影作品中的科学原理，但这并不影响他们被这些照片所震撼——科学摄影中有种艺术的美。

让科学家“重新看见”

当科学家、工程师盯着自家实验室中的纳米晶体、量子点、酵母菌落时，他们看到了什么?大概是实验结果。但科学摄影师FeliceFrankel看到的是一幅幅照片。“一张有力量的照片不仅能让人们直观地看到实验的内容，更能使他们对实验产生兴趣。”与她有过多次合作的一位麻省理工教授这么评价。

在美国，安妮·莱柏维兹靠着她的名流富人肖像家喻户晓，说起风景摄影人们就会想起已故的安塞尔·亚当斯。原本身为科学家的Felice Frankel，则让科学摄影开辟了自己的一方小天地。

Frankel如今身兼麻省理工学院材料科学与工程中心的研究科学家、哈佛大学文理学院资深研究员等职位。从1994年以来，她靠着自己科学摄影师的身份，忙碌于查尔斯河两岸(北岸有麻省理工、哈佛大学，南岸有波士顿大学等)，在“最前排”的位置见证了许多科学突破的发生。

在如今这个高度互联的“读图时代”，一张强有力的照片有时能够引发病毒式传播。Frankel的同事们渐渐意识到：一张好的照片能够为研究带来十分可观的关注。从25年前她的摄影首次登上《科学》封面以来，她的照片已经被30余份期刊选为封面。

她认为自己的工作不只是花瓶：“我想不出什么能阻止你创造出兼具震撼力和信息量的照片。”对于Frankel来说，每次摄影都是一次机会：一次让科学家以不同的眼光重新审视自己研究的机会，也是又一次证明数据可以不只是单调黑白图表的机会。

Frankel认为，科学摄影中最大的错误就是大包大揽、信息过剩，这种情有可原。一方面，研究者日夜辛苦后，都想展示更多的成果;另一方面，他们对本领域过于熟悉，但他们认为显而易见的内容，对他人未必友好。

但这种状况也不难改变。有时只消通过几步“润色”，一幅照片就能在不改变科学诚信的基础上变得更加具有冲击力——更锐利的对焦、更干净的背景，用色和构图的不同，都能改变观众看图的视角，从而更加高效地传递目标科学概念。通过举办各种校园与网络课程，她希望让当代和未来的科学家“开开眼”，重新审视自己的研究成果。

▲《亚特兰大报》年度照片之一，大风过境后 的德国北部航拍图（ 摄影：Julian Stratenschulte）

科学家画龙，摄影师点睛

每当有人称赞Felice Frankel是“艺术家”时，她就会做出一副不敢苟同的表情。她的照片里并没有即将爆发的情绪、思维形态，或任何要含蓄传达的信息。“我不太喜欢给人物拍照，因为想拍出出色的肖像太过依赖被拍摄者。而拍建筑的时候，你就必须更加依赖自己对于构图的理解。”

按照她的说法，“我的作品以‘现象’为主题”。她说的“现象”包括磁场、水分子的行为，或者细菌群落的生长——它们都是自然现象。

“我不认为这是艺术”，Frankel 说，“艺术更多地表达了创作者的自我，而不是影像中的概念。”她不认为她的照片需要解释一切。“对我来说，最重要的是吸引人们的眼睛。他们甚至不一定知道照片里的内容是科学——对照片有亲切感的人，自然会进一步产生好奇。”

为了达到这个目标，她有时候会修改掉照片中“碍事”的内容。例如一张细菌在琼脂培养基上生长的照片里，作为背景的琼脂开裂了。“但读者的注意力应该在菌落的生长上。所以我在后期处理时抹掉了裂痕。”

另一次，她在拍摄一种橙色的杆状细菌时，成像结果不知为何没了她在显微镜中看到的那种橙色。“我后来给加上了。”她回忆到。

她认为这些操作是可被接受的，因为她的出发点不是掩盖或扭曲科学事实，而是让科学事实更加清晰。当然，这些照片出现在学术期刊上时，未修改的原照也会附加在后面。

“我认为这些理念应该写进每个科学家的教科书中。完全不修改照片的说法过于绝对，这不合理。”Frankel说。她见过许多“一流的研究”因为“三流的照片”被轻易地埋没了。

▲2017年“ 搞笑 野生动物摄影奖” 获奖作品《超鸭速》（摄影：John Threlfall）

“走近科学”只需一步

许多摄影师有点过于强调装备对于作品的影响了——这有点像作家们争论“哪个品牌的键盘能写出最好的小说”。

实际上，摄影作品优秀与否，最大的影响因素可能并不在技术层面。杰出的摄影师确实拥有价格不菲的行头，但更重要的是：他们还能接触到“高身价”的拍摄对象。职业体育摄影师能挤进热门比赛，成功的时尚摄影师认识顶级模特……这些机会有时不易得到，无形中给相关职业增加了门槛高度。

成功的科学摄影也不例外。因此科学摄影师最好能与实验室、科考站或其他能做出高影响力研究的学术机构建立联系(Frankel在这方面有得天独厚的优势)。但好消息是：比起其他摄影领域，科学摄影者建立联系要容易得多(有时就是一封电子邮件的事情)。

科学摄影的设备门槛有时确实不低：被拍摄对象需要通过显微镜、高速摄影机才能拍摄，或在可见光波段下“不可见”，或者远在大洋深处、异星表面。

不过，许多有趣的实验室不需要特别的设备或背景知识就能拍摄。没有科学背景的伦敦摄影师Daniel Stier就勇于四处登堂入室。“当代人的生活完全被科技主宰，但人们对它的存在浑然不觉。我想通过镜头探索这个未知的世界。”

Stier走遍了欧洲和美国，拍摄了各种各样的诡异实验室。这位科学的门外汉发现，学术研究的世界不只有众所周知的那些高大上工程——许多小小的实验室，都是未被探索的崭新天地。

Stier也发现，科学与艺术的世界并非他最初想象的那样相互远离，科学家与艺术家有着相似的好奇心、有着相似的一腔热情，有着相似的试图读懂世界的渴望：“他们都在苦苦搜寻那些终极问题的答案。在这两个领域中，你都能亲眼见识到有些人出于对创造的执着信仰，踏上了从未有人涉足的孤独道路。说到底，他们都想为这个看起来混乱不可预知的世界找个深层次的解释。”

▲2017年《自然》年度图片之一《玻璃蛙》（摄影：Jesse Delia）

环保前线需要“战地摄影”

科学摄影师不仅能引发大众对科研的兴趣，也能引起人们对危机的警觉。定格瞬间只需要不到一秒的手指动作，但那个瞬间给人带来的震撼有时能够持续一生。

Cristina Mittermeier很赞同美国作家苏珊·桑塔格的说法：“引起人们关注战争残酷的唯一原因，不是伤亡的数据，而是前线记者拍下的骇人场面。”她长达20余年的摄影生涯，让世界多了“环保摄影师”这一称谓。

气候变化的“战争”也需要一群前线摄影师。他们记录下气候变化对这个星球带来的各种创伤，让人类社会“看到”环境问题的紧迫。Mittermeier在一次访谈中说：“成为优秀的商业摄影师、赚大把钞票是许多人的终极目标。但我对年轻摄影师的建议是：专注于拍摄你们热爱、有共鸣的东西。只有对于改变世界的渴望，才能让你度过许多事业中的起落。”

既是海洋生物学家，又是潜水摄影师的Enric Sala对此大概深有同感。在Sala早期的科研生涯中，他发现自己的研究工作就像在给海洋写讣闻。他在接受《国家地理》的访谈时表示：“科学家、经济学家通过理性的视角看待环境的重要性。但我们还应该从感性的角度打动政府领导和公众。我们需要让他们爱上这些地方。人们对近在咫尺的陆地环境更为重视，但海洋则遭了‘眼不见为净’的罪。让人们‘看见海洋’，是保护海洋的第一步。”

▲2017年格林威治皇家天文台“Insight 年度天文摄影师”星空组获 奖作品《银河走廊》（摄影：于海童）

每张“科学自拍”都是故事

科学工作的拍摄者，有时就是科学家本人—他们所处的一些极端工作环境四周，往往并不盛产摄影师。

今年《自然》主办的首届“工作中的科学家”摄影比赛，获奖作品之一是由德国古植物学家Kseniia Ashastina拍摄的她的导师Frank Kienast在西伯利亚永久冻土地区采样的场景。

这是片人烟稀少的区域，甚至连手机信号都没有。但就在Ashastina拍照不久后，他们遇到了两个持枪的当地人——他们怀疑科学家在挖掘冻土中的猛犸象象牙，和他们“抢生意”。但当地人很快被两位外来者的行李惊得目瞪口呆：科学家辛苦半天采集的“宝贝”全是泥土，没有象牙。

对此《自然》评价到：“科学家通过他们的研究，寻找着这个世界的线索，述说着这个世界的故事。但他们自己也有许多或辛酸、或惊喜的故事。有时这些故事以照片的形式传达最为合适。”

同期获奖的爱沙尼亚气象学家Timo Palo表示：“科学家往往很难用三言两语说清自己领域的复杂研究，这时候一张图片会帮上大忙。”

2010年，Palo在中国科考船雪龙号的甲板上，用鱼眼镜头拍下了一群科学家登上一块北极浮冰的场景。“在人们的印象中，北极位于这个世界的顶端。鱼眼镜头的畸变效果让观众更容易联想到这个‘屋顶’，还有屋顶上的裂痕。”作为科学家，他不该给照片“加特效”，但作为摄影师，他可以用光影作画。

▲古植物学家Frank Kienast 在 西伯利亚永久冻土 地区采样（摄影：Kseniia Ashastina）

越拍越新的科学

网络时代，摄影不再是一种兴趣爱好或一种职业——它正在成为一种全球通用的语言。通过摄影，人们能够与艺术家谈论艺术，也能够与科学家探讨科学。正是因为照片这种媒介的高度可塑性，摄影师们从中找到了与他人对话的各种可能性。

科学摄影有个优点：从来不缺新鲜题材。政治、社会新闻中的常见主题“人性”，古往今来其实没有太多变化，而科学摄影中，主题的多样性至今仍在增加。

为《国家地理》杂志供稿的年轻摄影师Anand Varma原本的专业的是生物学。但他觉得实验室生涯的方方面面太过拘谨，并不那么吸引他。

他在一次访谈中说：“其实我只想去探索这个世界、学习这个世界中的事物，但在科研环境中我能探索的范围十分有限。摄影也是为这个世界创造新知识的方式……我最终没有成为一个科学家，但我现在的工作还是以科学为主。”

与Frankel的“吸引优先”不同的是，Varma的自然摄影更注重写实。他的作品除了进行曝光量等全局调整之外，基本不进行微调，他认为这也是摄影与其他视觉表达方式相比的一种优势：“这和建立读者的信任有关。照片的力量来源之一，正是其真实性。一张3D概念图不会像照片那样有能力捕获人们的想象。

▲“雪龙号”科学家登上一块北极浮冰（摄影：Timo Palo）