本文转自：记录公社 Jilu Commune巨屌 自慰

12月28日，咱们举办了第十九期记录Talk“「实用记录」：制造科学可视化动画”，邀请到了同济大学艺术与传媒学院助理锤真金不怕火庄沐杨与中国科学手艺大学艺术与科学研究中心特任副研究员李浩东分裂从电影史与微不雅结构科学可视化的角度共享动画与科学的渊源、创作实例以及对跨学科创作的想考与期待。以下为讲座视频的部分翰墨整理，供寰球参考，无缺讲座请点击下方视频聚首。

庄沐杨

庄沐杨憨厚探讨了中国科教电影与动画的关连。他回来了中国动画的发展历程，迥殊是实用动画在科教片中的应用，强诊治画算作常识传播的序论。科教电影不仅处事科学栽培，也反应了时期配景和文化交流，波及视觉当代性、民族作风等议题。

动画的实验与实验的动画

我的学术配景主若是艺术学表面，波及电影研究。科教电影的研究是基于现阶段电影研究范围的近况伸开的。面前在这个范围对科教电影感意思意思的东谈主相对较少。我在博士期间研究中国动画，过程中战役到了一些不同于行家熟悉的动画作品，于是运转关注中国动画的多重面向。

在科教电影中存在多数与动画赓续的历史材料，因此我源流对科教电影中的实用动画进行了一些梳理。例如，提到中国动画研究，往往会波及中国第一部动画长篇《铁扇公主》（1941）和上海好意思术电影制片厂创作的经典长篇《大闹玉阙》（1961）。国表里学界对中国动画的商议常以颜慧与索亚斌的《中国动画电影史》为巨擘文件，该书重心探讨了好意思术电影在中国动画创作中的进攻性，尤其是对于民族作风的问题。所谓民族作风的好意思术电影通过水墨、木偶、剪纸等体式创作出具有中国特色的艺术作品，例如《小蝌蚪找姆妈》（1960）。

△ 小蝌蚪找姆妈， 1960， 中国

然则，在我的博士研究中发现，许多动画作品并不相宜“好意思术电影”的传统界说。例如，科教电影中的电视动画和科普动画，代表作品包括《常识老东谈主》（1994）系列，这是一部面向儿童的科教电影，改编自同名作品，结合卡通片特点，成为一种不同类型的动画体式。此外，《七色花》（1991）改编自苏联民间故事，由北京科学栽培电影制片厂制作，而非传统的上海好意思术电影制片厂。这类作品标明，从上世纪50年代中期到90年代中期，中国的动画创作现实上杰出了单一的好意思影厂模式，波及更多制片厂的尝试。

这些例子激励了我对中国动画与科教电影关连的进一步想考。科教电影中的动画场景多属于“实用电影/实用动画”，即“Useful Cinema / Useful Animation”，这一认识源于英文体界的赓续研究。学者Malcolm Cook、Michael Cowan和Scott Curtis 以为，这类动画频频由集体创作或匿名完成，方针是处事于栽培或手艺证据，而非强调作家性。这种动画的研究波及视觉当代性、手绘画像的电影化等议题。(Useful Animation: Iconography， Infrastructure and Impact)

从50年代中期到90年代中期，多数科教电影中包含动画场景，90年代后，北京科学栽培电影制片厂并入中央电视台，上海科学栽培电影制片厂并入上海播送电视体系。电视栽培动画及80年代后期猜想机手艺的应用都对中国动画的发展产生了深化影响。

在国际学界，对于实用动画与电影的研究已止境练习。赓续商议频频波及科学手艺史、行家栽培、电影与序论的关连。例如，《Films that Work》和《Films That Work Harder》两本书系统地探讨了工业电影过火实用性议题。在Charles R. Acland， Haidee Wasson主编的《Useful Cinema》中，对实用电影的界说更为明确。学者Scott Curtis的研究也强诊治画算作视觉建构器具的进攻性，尤其是在常识出产和科学传播中的作用。

好意思国与苏联在冷战时期50年代中期险些同步伸开科普与科教电影的制作。例如，苏联的铁路金兰之友科教电影诓骗动画场景讲演火车运行旨趣，而好意思国科教电影则通过动画先容晶体管手艺。

△ Canal Railway， 1955， USSR

△ The Transistor， 1953， United States

中国的实用动画案例则主要通过科教电影体现。赓续学者如Rui Kunze & Marc Andre Matten指出，中国在新中国设立初期通过科教电影已毕了国际交流，展示了殊效电影在科学普及中的要害作用。这些动画不仅是常识传播的器具，更影响咱们对客不雅全国及科学常识的不雅看与理解。（Knowledge Production in Mao-Era China Learning from the Masses）

以改进绽开后两部具有代表性的科教电影为例：《地壳通顺》（1979） 和 《胆结石的玄妙》（1981）。这两部影片都多数使用了动画场景。由于其时手艺条目的铁心，例如难以拍摄天际视角下的地球图像，制作团队选择通过动画或模子的方式进行定格动画尝试，将科学常识进行可视化。《胆结石的玄妙》则波及东谈主体器官和病变问题，也罗致了动画手艺来呈现这些复杂的医学常识。

△ 胆结石的玄妙， 1981， 夏振亚

△ 地壳通顺， 1979， 韩韦

研究过程中，我发现这些动画的视觉作风与咱们小学、初中教科书中的插图作风相称相似，这一套视觉说话在其时被庸碌沿用。尽管从学术角度来看，科教电影中的实用动画可能显得无聊，但深入研究后可以发现它们的特有价值：

实验性的探索：科教电影厂的动画师常诓骗动画讲演实验场景，并尝试一些新的拍摄技法。这些实验性责任为科学传播提供了革命的可能性。

实验动画的萌芽：在1980年代中后期，尽管科教电影是一个主流且官方的电影出产体系，其中也运转出现一些具有个东谈主作风和实验性质的动画作品。这些实验动画在某种进度上冲突了传统动画的限制，为动画创作注入了新的生命力。

（余下讲座以提纲体式展现，无缺内容请检讨视频）

1.早期中国动画与科教片

先容中国动画及科教片的发展历程，提到万氏兄弟与南京国民政府的合作尝试，和新中国设立初期动画栽培的兴起。1949年后，科教电影自在成为零丁类型，处事于科学研究和普及常识，创作上受到苏联影响。1960年代，科教电影迎来黄金期，显线路多数影片及先进拍摄手艺，鼓吹了常识传播。

2.制造社会想法科教片

共享社会想法科教片实例《小太阳》，该影片论述在严冬中为农业出产寻求措置有研究的斗胆构想——创造一个小太阳。他们的瞎想与反物资的科学常识结合，展现了科幻颜色。影片的制作配景也反应了其时资源枯竭的逆境和拍摄手艺的革命，象征着科教电影的探索与发展。

△ 小太阳， 1982 ， 王敏生

3.80年代科教电影变革

以 早期天气预告的视觉后果和经典科教片的制算作例，展现 中国科教电影在80年代的发展与变化加快，迥殊是动画手艺的应用。 夏振亚等导演尝试将定格动画、微不雅影相融入科教片，创造出既实用又具前锋性的作品，反应了科学传播与文化抒发的交汇。

△ 冠心病， 1982， 夏振亚

△花， 1990， 夏振亚

4.实验动画与社会变革结合

先容刘左锋导演两部与环保和动物保护赓续的影片。第一部《绿草地》以定格动画的体式强调环保议题。第二部《极端》则在技法上愈加种种，聚焦于动物保护。两部作品都具有深刻的社会风趣，值得不雅众关注与想考。刘左锋的创作配景、动画技法过火在80年代的文化环境中的位置，指出其在动画实验上的特有性。随入手艺的发展，迥殊是CG殊效的崛起，传统动画技能自在被取代，带来了新的序论研究视角。

△绿草地， 1990， 刘左锋

△极端， 1990， 刘左锋

李浩东

李浩东憨厚论述了科学可视化与艺术创作的结合，共享了我方从科学研究转向可视化艺术的阅历，强调微不雅全国的进攻性。他先容了显微镜手艺和猜想机绘画怎么匡助理解微不雅结构，同期指出科学与艺术之间的交流与合作的必要性。

见微知萌：微不雅结构可视化

今天我共享的主题是“见微知萌”，这一谚语的甘心是通过不雅察幽微的迹象，了解事物的实质或发展趋势。而在这里，“微”代表的是微不雅全国，迥殊是微米和纳米轨范的全国，这是咱们日常生活中很难奏凯战役到的；“著”则包含“著述”的含义。我但愿通过这个主题，能够激励在座诸位，尤其是从事影视创作的一又友，在创作中找到一些灵感。

我浅显先容一下我方的阅历。在曩昔快要二十年的时辰里，我的奇迹糊口可以分为两个阶段。第一个阶段是从2006年到2017年，这段时辰我在复旦大学高分子系学习，并从事科学研究；第二个阶段从2018年运转，我全职投身于科学可视化责任，在杭州创立了一家公司，为科研东谈主员提供可视化处事，其间还与上海有机所合作开展了一些形式。本年10月，我认真加入中国科学手艺大学的艺术与科学研究中心。在我的奇迹发展中，有两个进攻的转机点。第一个转机点是2017年，我决定从科学研究跨界到艺术创作，这对我来说是一个全新的范围；第二个转机点发生在2024年，我自在相识到科学与艺术之间的紧密赓续，也意志到它们结合后可以催生出许多特地想的可能性。这亦然我今天来到这里共享的一个进攻原因。

谈到微不雅全国的不雅察，咱们需要依赖不同的器具。在小时候，咱们可能用放大镜不雅察过虫豸的毛发，这种不雅察能够让咱们看到小至0.1毫米的物体；到了中学，生物憨厚会教咱们使用光学显微镜，可以不雅察到细胞、病毒以及花粉颗粒等，轨范往往在几百纳米独揽。进一步的微不雅不雅测主要用于科学研究，比如我在研究生阶段使用的电子显微镜，它能够看到纳米级致使原子级别的结构。我为寰球展示了几张实验图片，这些图片分裂来自光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜，阐发了微米到纳米轨范上的不同形态。例如来说，第一张图片展示的是微乳液的结构，液滴的直径约莫在几百纳米到一个微米之间；第二张图片是纳米颗粒构成的网罗结构，这些颗粒的直径仅有几十纳米；终末一张图片是单个纳米晶体，图中标尺为一个纳米，娇傲的是原子的真实大小。

△ Optical microscope

△Scanning electron microscope， Chem. Commun. 2015

△Transmission electron microscope， Prog. Nat. Sci. 2013

在化学材料范围，科学家通过不同的原料和工艺制备出种种微不雅结构。这些结构频频需要通过可视化技能来呈现，尤其是在发表论文时，需要用图像澄清地阐发材料的制备进程或结构特征。而对于分子层面那些无法奏凯不雅测的终结，也必须依赖科学可视化。这亦然我领先战役科学可视化范围时所从事的责任之一。

科学可视化的风趣相称进攻。它不仅在科学研究中施展作用，同期也庸碌用于栽培、学习和科学传播。例如，早在20世纪80年代，钱学森先生就曾号令文艺界用作品神情科学全国。2019年，《Nature》杂志的一篇文章中提到“科学实质上是一种视觉上的发奋”。这一不雅点与历史上的许多探索相契合，比如17世纪初显微镜刚被发明时，英国科学家虎克出书了《显微图谱》，通过显微镜不雅察植物细胞并手绘成册。如今，随入手艺的进步，亚洲 欧美 bt显微影相照旧发展为一项练习的手艺。以“瑰丽科学”团队为例，他们在显微影相范围作念了多数超卓的责任。2019年，他们为好意思食记录片《风仪东谈主间》拍摄了一系列微不雅画面，其中包含了许多精彩的细节呈现。

△Robert Hooke， Micrographia， 1665

在猜想机绘画软件流行之前，手绘和显微影相是科学可视化的两种主要方式，亦然最直不雅的方式。然则，这两种方式都存在显着的局限性——它们容易受到不雅察技能和轨范的铁心。对于无法奏凯不雅察到的事物，可视化需要依赖猜想机援救遐想，并结合基于科学推测的合理遐想。这种结合不仅为科学研究提供了新的视角，也为艺术创作设备了更多可能性。

△ Stable Diffusion， 量子纠缠， 神经网罗模子AI创作

最近几年，AI 创作在某些科学图像的绘制上照旧展现出了相称可以的艺术后果。个东谈主来说，我是从三维软件自主创作的角度切入科学可视化范围的，是以接下来会共享一些赓续的内容。这张图是其时咱们实验室一位师兄在论文中画的一张默示图，用三维软件完成。这省略是我刚读研究生时看到的作品。其时，三维软件在化学材料范围中的应用还不算练习。这张图描写的是 DNA 分子，也即是中间那条线，缠绕在一些球形胶束的名义，模拟了染色体的一种结构。

△ Kaka Zhang， Ming Jiang， Daoyong Chen*， DNA/polymeric micelle self-assembly mimicking chromatin compaction. Angew. Chem. Int. Ed. 2012

其时我刚参加实验室，对这些内容感到新奇，于是找了些赓续贵府研究。对于染色体，这里有两张国际绘制的插图，它们和教科书中常见的默示图有很大的不同。国际插图的细节愈加丰富，艺术后果也更为种种化。其时我就很赞佩，这么的图究竟是奈何画出来的？

△National Human Genome Research Institute

自后，我看了一段动画，这段动画真确让我感受到了科学可视化的魔力。这段动画是好意思国 XVIVO 团队和哈佛大学合作制作的，主题是细胞里面的生命行动。我其时第一次看到时，脑海中只剩下“颠簸”两个字。这省略是 2012 年的事，那段动画刚刚制作完成不久。动画完全依赖 CG 手艺呈现，而如果用传统的拍摄方式是完全弗成能已毕的。通盘这个词团队和哈佛大学的研究东谈主员合作，花消整整一年时辰制作了约 10 分钟的动画，而我只播放了其中的一小部分。

△The Inner Life of the Cell ©XVIVO

动画的内容展示了细胞生物学的常识，比如微管上的卵白质分子行走的气象。卵白质就像一个“庸东谈主”在微管上出动，这种过程在咱们体内的细胞中是真实发生的。这一画面深深眩惑了我，因为它将讲义上的抽象认识酿成了直不雅的视觉体验，带来的颠簸和理解感受是完全不同的。真确运转科学可视化创作，要到 2017 年独揽。其时，我刚从事材料科学研究，于是以微不雅结构为切入点创作了许多赓续图像。为了共享教化，我还创立了微信公众号“3D 科研绘画”，专门教科研东谈主员绘制种种微不雅结构图。其时这方面的资源在网上险些是空缺，是以对我来说既是一个挑战，亦然一个机遇。庆幸的是，我对这方面相称感意思意思，也一直坚握下来，并最终组建了专门从事科学可视化的团队，取得了一些收成。接下来，我会举一些具体的案例，探讨怎么将科学可视化与不同艺术体式相结合。

（余下讲座以提纲体式展现，无缺内容请检讨视频）

1.微不雅与艺术的局限

面前微不雅结构的可视化与艺术体式，两者之间的结合仍显局限。天然一些记录片和科技新闻中波及微不雅事件，但大多数影视作品仍从宏不雅视角起程，微不雅赓续的画面较少。论述者提到了汪诘憨厚的《寻觅天然》系列，反应了科学与艺术在阐发微不雅全国时的疏浚隔膜，强调科学准确性在科普影视中的进攻性。

△ 寻秘天然 01 生命发祥， 汪诘 & 苏世斌 ©科学声息

2.早期分子结构模子

回来早期分子结构模子，猜想机图形软件尚不发达的时段。科学家手工制造血红卵白的模子，其中每一个小球代表了一个分子，搭建需要花费一到两个月的时辰。模子最终被归入装配艺术，保存在好意思国历史博物馆。

△ Myoglobin Protein Model， 1965

△ Hemoglobin Protein Model， “forest of rods”， 1968

3.细菌结构的艺术探索

以细菌鞭毛马达的复杂结构为例，展现天然界的艺术创作。这种轻捷的“发动机”转速极快，且无需燃料，仅依赖离子浓度驱动。科学家与艺术家合作可以通过艺术体式使科学可视化更具眩惑力，升迁公众对科学的理解。科学与艺术之间的赓续被强调为相反相成，值得深入探索。

△ Flagellar motor from RCSB

对谈步调

△ 庄沐杨憨厚（左）与李浩东憨厚（右）对谈

李浩东：对于科教电影，我不知谈早期在国内是否备受迎接。但面前看来，可能由于媒体的高度发达，寰球战役到的视频内容种类广宽，科教类内容似乎不再是重心。因此，像汪憨厚的科教电影能够参加电影院上映是一件相称真贵的事情。他为此付出了多数元气心灵。那么在今天这个时期，科教电影的发展应该朝什么所在走？是否可以尝试一些新的科学栽培体式？您的看法是什么？

庄沐杨：对于科教电影的商议，放到今天似乎更偏向一种历史性认识。比如汪憨厚的作品，他除了在院线刊行，也制作了电视记录片。这标明，在院线放映以外，电视序论仍是弗成忽略的一环。

在1994年之前，国内的科教电影厂是一个无缺的出产体系，涵盖出产、刊行和放映步调，具有很强的针对性。例如，小学时期咱们可能会被组织不雅看科教片，这是一个固定的传播旅途。而面前，这种旅途照旧不存在。今天较为祈望的方式是，通过记录片体式将科教内容与文化叙事相结合，比如《舌尖上的中国》和《超等工程》这么的作品，它们既包含科普内容，也融入了文化共识，具备传播效能和不雅众基础。

但面前最进攻的问题，是短视频对序论环境的窜改。怎么诓骗短视频传播科普内容，是一个值得探索的所在。另外，科幻电影也提供了一些传播科学常识的可能性。例如，《侏罗纪公园》或《蜘蛛侠》中波及的科学片断，这些片断尽管可能是文娱化的，但可以成为眩惑不雅众关注科学的机会。总的来说，鼓吹科学传播的尝试仍相称贫瘠。是以，汪憨厚的两部科教电影能进住院线，是相称了不得的设置，因为连泛泛记录片都很难作念到。

李浩东：这如实需要轮廓斟酌不雅众、影院、刊行方等多个层面的身分。

庄沐杨：没错，还包括赓续主宰部门的审查等多方面内容。并且，以往科教单方面向中小学生为主，但面前学生们通过其他路线获得常识的渠谈相称丰富，偶而会选择看这些传统内容。这标明序论生态的变化照旧对科学传播建议了新的要求，科普责任者需要尝试更多变化。

李浩东：还有一个值得探讨的点是科教电影中的好意思学问题。面前不雅众的审好意思水平提高了许多，栽培部也在提倡好意思育栽培。那么，在科学传播中，好意思学的作用和价值是否一样进攻？

庄沐杨：好意思学如实很进攻。近期有东谈主提到“科艺会通”，即科学栽培与艺术的结合。这个话题让我想考不少。我以为面前的商议多聚焦于手艺层面，例如怎么诓骗AI等手艺技能已毕艺术化抒发。然则，在上世纪80年代的科教片创作中，他们对“艺术性”的商议是深入且复杂的。其时创作家需要论证，追求艺术性并不会收缩科学常识的传播后果。因为如果被品评“留心好意思感但冷落科学性”，他们的发奋会被完全辩白。

比如1982年的《冠心病》，通过直不雅展现腹黑进步来眩惑不雅众，这种视觉后果不单是是“好意思”，而是通过感官体验唤起不雅众的赞佩心和肄业欲。其时还有一种担忧，即过度强调主不雅抒发会被以为是政事上的不正确。创作家不得不论证，科学传播与好意思学结合的合感性，以及怎么通过视觉好意思感促进科学常识的理解。

李浩东：科学的好意思学可能与天然风物的好意思学不同，但它一样颠簸东谈主心。例如，国内的医学可视化团队“一目可视”通过手艺技能展现腹黑里面的血管细节及瓣膜通顺，会让东谈主感到科学的好意思。这种好意思来自对真实全国的详尽展现。

△“天天想着要躺平，却不知谈腹黑为了这个家有多发奋” © 一目可视

庄沐杨：没错。比如疫情期间，新冠病毒的图像初次公开时，许多东谈主被它的真实结构所颠簸。这种可视化不仅具有科学价值，也通过视觉冲击激励了行家的意思意思和关注。

李浩东：《王人备赞佩：细菌战场 》（Curiosity: Battlefield Cell， 2012) 记录片让我印象深刻，它拟东谈主化地展现了细胞里面行动。故事论述了外部细菌入侵细胞后，细胞里面物资怎么结合抗争入侵，最终销亡细菌。这种方式不仅科学性强，还具备无缺的叙事结构。我以为，这类作品不仅需要科学家的专科解救，也需要艺术创作家的参与。

△ Curiosity: Battlefield Cell © Michael Davis

庄沐杨：您提到的这些例子让我意象曩昔的一些科普创作。比如，五六十年代的科普刊物中，照旧运转通过图像漫画等体式证据抽象的科学认识。这些图像在传播科学常识的同期，也承担了讲故事的功能。在科教电影的创作中，好意思学的商议不单是是手艺、体式或作风的问题，而是通过视觉与叙事结合，把复杂的科学认识迁徙为可理解、可感知的故事。

（以上对谈内容为节选）

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