本书以优美的文字和高技术微观摄影、热成像摄影,从泛散星光的气泡,剔透、冷峻甚至桀骜的晶体与枝晶,幻化形态的沉淀和电反应,异彩纷呈的火焰与花朵,可视世界之外的热反应,宛如生命生长的化学花园,实验及自然界中的分形图案等十个方面,呈现对物质及化学世界的探索之乐及其视觉之美,为读者带来眼前一亮的惊叹体验。
前沿科学可视化团队,为你揭秘显微摄影下的新世界
美丽科学,由中科大、清华大学及归国硕博士团队倾力打造,享誉世界十年,凭借其科学兼摄影方面的高水准,已为联合国教科文组织、苹果、 小米等众多机构提供视觉作品。其B站账号美丽科学BOS已发布视频200余条,积累播放量上千万。
本书萃集了该团队在化学物质世界中的微观摄影、热成像摄影菁华,呈现出显微镜下鲜为人知却极具魅力的自然奇观。
中文版新做整体色彩调校和图说修订,并增配新图,期待奉献更佳阅读体验。
从十种现象出发,赋予美感以知识和秩序之光
化学,是谜题也是答案,是宿敌也是盟友。为什么有的材料透明可拉伸?花朵和火焰的颜色从何而来?晶体生枝、溶液分形,背后可有生机?……
前《自然》期刊资深编辑,将纷繁世界归为十种现象:气泡、晶体、燃烧、沉淀……为你生动解说日常中的奇迹。
前言:化学的召唤
……
许多科学家从这类抽象推理中获得了一种真正的审美快感。他们在元素周期表中发现了美。你可能也有这种感觉,也可能不会。或许需要在特定的心境下,才能把对知识的理解和美等同起来。
但你不需要特定的心境也能欣赏化学之美。这本书正是要告诉你,化学之美,人人皆能享受。我们希望书中的文字不仅解释了图片中的内容,也加深了你的视觉体验。我们赞同著名物理学家理查德·费曼的话:从科学上理解某个事物并不会削弱我们对它的惊奇感和愉悦感,反而还会增强。费曼的一位艺术家朋友曾说,科学家拆解了一朵花,让它变成了一件枯燥无聊的东西,费曼回应道:
我能欣赏花的美,但同时,我在花身上看到的东西比他多得多。我可以想象它的细胞内部复杂的活动,那些活动也有一种美。我指的不只是宏观的1厘米左右的维度,也包括更微观尺度下的美,它的内部结构和生化过程。花的颜色是为吸引昆虫来传粉演化而来,这就很有趣,因为这意味着昆虫可以看到花的颜色。这就带来了另一个问题:美感也存在于更低形式的生命中吗?为什么它们会有审美?科学知识会引来各种各样的有趣问题,因而只会增加看到一朵花时的兴奋、着迷和敬畏,只会增加而已。我不明白怎么会减少。
有时,我们会让你从原子的角度来看待这些视觉奇观原子在重组、交换并重排电子、互相弹开,或者散射光线。我们无法直接看到这些过程,但可以推断出它们的存在,并推导出它们的结果。化学的特殊本领就是把原子的行为与日常现象这两方面相结合,也正是它让化学成为一门既魅力十足又实用的科学,揭示了我们日常体验到的世界是如何从一个更陌生、更深奥,在某种意义上非常神秘的世界中演生出来的。另一位伟大的科学家查尔斯·达尔文描述地球上生命演化时所说的话也完全适用于这里,而他也会完全同意自然科学之间是统一的,正如它们描述的这个光辉灿烂的自然世界一样:
当这一行星按照固定的引力法则持续运行之时,无数蕞美丽与蕞奇异的类型即是从如此简单的开端演化而来,并依然在演化之中。生命如是观之,何等壮丽恢宏!
著者:
菲利普·鲍尔(Philip Ball),物理学博士,化学学士,自由科普作家。曾任《自然》期刊编辑二十余年。创作领域覆盖科学、文化、艺术及其交叉领域。著有《量子力学,怪也不怪》《分子》《如何制造一个人》等。
摄影者:
朱文婷,2016年毕业于清华大学美术学院视觉传达设计系。美丽科学联合创始人。代表作品《重现化学》在第五届艺术与科学国际作品展中获2019清华大学吴冠中艺术与科学创新奖。
梁琰,博士,中国科学技术大学艺术与科学研究中心常务副主任、副教授,美丽化学主创,美丽科学创始人。分别于2002年和2005年于清华大学获得化学学士和硕士学位,并于2011年在美国明尼苏达大学获得材料科学博士学位。
*关于美丽科学:由中国科大、清华大学及留学归国的硕博士团队组成, 专注于科学可视化前沿技术创新,打造融合科学与艺术之美的系列科学文化教育内容与产品,服务于科技文化数字展示与青少年科学素质教育,曾荣获美国国家科学基金会国际科学可视化专家奖、中国科协科普中国·十大网络科普作品、科技部全国优秀科普作品、吴冠中艺术与科学创新奖等多项国内外重要荣誉。
译者:
丁家琦,毕业于北京大学物理学院,现从事科学传播工作,译有《发现宇宙》《量子力学,怪也不怪》等。
前 言 化学的召唤 001
第一章 欢腾:气泡之美 007
第二章 有序:晶体的魅力 037
第三章 不溶:沉淀的威力 067
第四章 繁茂:枝状生长之乐 097
第五章 燃动:迷人的火焰 137
第六章 刺激:电化学的魔力 167
第七章 多彩:植物的奇妙变色 197
第八章 升温:热的作用 231
第九章 有机:盘曲的化学花园 255
第十章 创造:丰富的图案 281
后 记 艺术、奇观与科学 309
致 谢 313
附 录 分子与结构 315
术语解释 329
引文出处 333
译名对照表 335