带上镜头“追”科学

带上镜头“追”科学

原标题：带上镜头“追”科学

■本报记者 胡珉琦

当科学与艺术在一个十字路口相遇，中间最有可能摆放的一定是一台相机。一方面，它是科学研究、发现的手段，记录、展示着这个客观世界以及它的运行规律；另一方面，它通过艺术的渲染，使得科学家眼里的客观世界以更具审美和感性的方式展示在大众面前。

随着数码摄影时代的到来，越来越多的爱好者投入到以科学为主题的摄影活动中，这些影像作品也正在不同的学科领域中发挥着自己的影响力。而那些镜头背后的摄影师们是如何看待取景框里的科学和世界的？《中国科学报》带来了5位“科学摄影师”的故事。

“追”脑海设计好的

去年10月5日，在失败了很多次之后，兴隆基地工程师陈颖为又起了个大早，提着相机，来到国家天文台兴隆基地对面的山头等云海。

云海的厚度必须适中，这样才不至于遮挡日出的光线。它的形状还得是平铺在半空中，好让郭守敬望远镜的主体部分尽可能完整地展露出来——漂浮在云海中的郭守敬望远镜，这幅画面是陈颖为早就在脑海中设计好的。

陈颖为知道，每年的5月到10月，是兴隆遇见云海的日子。于是，他经常趁天还没亮，从海拔900多米的基地下山，再爬上另一座差不多高的山头拍摄。他习惯一路小跑，这样才能把单趟路程控制在1小时之内。

他跑了很多次，才终于等到了完美的拍摄背景。完成这样的作品，需要足够的耐心和旺盛的精力，关键是陈颖为说的，“你得有瘾”。

对摄影上瘾的陈颖为，一年有300多天都待在兴隆基地，所以他的镜头里通常是与那些大型天文仪器设备有关的景致。

2016年8月29日，他拍摄的一组量子科学实验卫星“墨子号”过境的照片在网络走红。央视、《中国国家天文》纷纷转发，它们还登上了Spaceweather网站的首页。

2016年8月16日凌晨“墨子号”发射成功后，卫星进入了在轨测试阶段。那组照片第一次向大众呈现了量子卫星与地面光学站之间最大难度的星—地光路对准过程，形象地展示了什么是“针尖对麦芒”。

展示科研设备和科学实验的过程，除了研究本身的需要，也是传播科学的需要，这时候跟它们有着密切关系的研究人员、工作人员就有了得天独厚的条件。只有他们能够接触这些拍摄对象，也只有他们最了解这些拍摄对象。不过，最重要的是，他们得懂得如何有效地展示这些拍摄对象的特点，并结合艺术的审美，从而提升科学本身的“表现力”。

对摄影同样上瘾的中科院摄影协会副秘书长、中科院生物物理研究所的王强，他给所里研制的光敏定位超高光学分辨率显微镜，拍摄了一组令人炫目的照片。这个显微镜的特点，是可以结合多路激光全内反射（TIRFM）、EMCCD成像、单分子定位等技术，实现单分子水平的定位和超精细结构的观察。于是，他把照片的主题定位在激光束与显微镜的结合。

可要实现这样的结合并不简单。王强说，放置这类仪器的储存环境要求极高的洁净度，但这对激光的显示度却是严重的阻碍。在想了很多办法之后，王强征得实验室的同意，借助烟，将其打散，让它们慢慢沉降到仪器平台。这时候，激光通过烟的介质，就能形成肉眼可见的光带。穿透黑暗背景的激光束，顿时烘托起了充满科技感的氛围，这是日光下，单一仪器无法展现的视觉效果。

“追”肉眼看不见的

张超，几年前因为拍摄雪花在网络走红。随后的时间里，他把一个人们无法用肉眼看到的微观世界呈现在了大众面前。雾霾、沙粒、花粉，甚至厨房里的油盐酱醋，通过显微镜这种媒介的无限放大，完全颠覆了它们原有的样貌。

天文系毕业、现供职于国家天文台《中国国家天文》杂志的张超，玩显微摄影完全是出于好奇，“你永远不知道下一秒它们躺在显微镜下会是什么样子”。于是，他把身边能尝试的物体都拍了个遍。

题材这么多，前期需要做的功课也多。“对于不同的拍摄目标，显微镜和拍摄技术的类型都不一样。”这就意味着，在此之前，需要详细了解拍摄对象本身的性质、形态等等科学信息，才能确定该用什么仪器观察。

显微摄影的成像效果，很大程度上是借助光来完成的。了解并且懂得使用不同显微镜的干涉技术，再在外部环境添加布光，从而达到最佳的成像效果，对初学者来说是个难度颇高的技术活儿。

张超的每一次新尝试，有惊喜也有失望。比如说，水果的世界上看上去丰富多彩，可标本一旦被放大，它们就剩下些营养细胞，完全没什么吸引人的图像结构。

雪花就不一样了。张超曾经年年去追雪花，不惜在东北的大山里五六个小时不动弹，把自己冻成个小雪人儿，就为了等最合适的气温和湿度下，雪花自然落到显微镜的“玻片”上，还能长时间不融化。他追啊追，直到通过自己的无数图片证实那句：世上没有哪两片雪花是完全一样的。

不过这两年，张超对显微摄影并没那么痴狂了。事实上，本来在他的镜头里，也不只有微观世界，他还搞起了天文摄影、生态摄影。

张超在反思，真正以科学为主题的摄影，不能仅仅停留在好看、新奇上，它给大众带来的刺激和愉悦太过简单了。“沙龙摄影”不值得爱好者们去推崇，我们应该去挖掘更深入的、更有价值的科学内涵。”

十几年前的张超就在北京周边进行蝴蝶种类的图片影像调查记录，这跟宏观生物学的调查研究息息相关。包括雪花、沙子这样的显微摄影作品，最重要的价值其实是同类影像的关联对比，为生态分类研究提供证据。这些内容才是对科学探索和研究本身有所贡献的。

也许是某种观念的回归，现在的张超看待摄影又多了一个角度。

“追”精确计算了的

2017年12月，陈海滢成为了中科院物理所科普沙龙“科学咖啡馆”最年轻的一位嘉宾。他不是科学家，他是国内第一个被称为“科学摄影师”的人。

实际上，无论在科学领域还是摄影领域，科学摄影都不是一个有精确定义的概念。在此之前，陈海滢是天文摄影的深度爱好者。在他看来，天文摄影就是最典型的科学摄影，因为科学史上，摄影就是天文发现最重要的手段，直到现在也没有改变。人类借助望远镜、卫星得到图片、影像资料，从而获取宇宙更清晰的图景。

除此之外，从广义上来讲，一切对科学研究对象和科学研究过程的图片展示当然也是科学摄影。

但经过近十年的摸索，陈海滢发现，这些还不是科学摄影的边界。这种观念的变化，起初发生在2009年9月，陈海滢的一张摄影作品登上了《科学》杂志的封面。

按照杂志的约片要求，陈海滢得拍到一张有典型中国元素的风电场照片。在否决了龙、武术、灯笼等元素之后，他把目标锁定在了长城。于是，他做了大量的资料搜索，寻找风电场和长城在位置上大致重合的区域，然后依靠卫星地图一一研判可能的结合点。终于发现，在晋蒙交界右玉县的杀虎口长城附近，坐落着上一年刚刚建成的小五台风电场，可能将风车和长城同时纳入画面。紧接着就是1000多公里远的实地踩点，在现场，他又整整搜寻了3个小时，才找到最佳取景点。

陈海滢非常兴奋，“原来你过去认为需要碰运气才能拍到的画面，通过科学信息的搜集和运用，完全是可以自己掌控的”。

举个最简单的例子，一座山怎么拍才好看？如果没法实地踩点，最简单的方法就是查找卫星地图，了解这座山的走势，不同时间阳光照射的方位。陈海滢特别提到的是，你最好还能学会判断山顶树木的种类。北方常见的桦树和松树，在秋冬季呈现不同的色彩。桦树叶子金黄，透光，逆光拍摄最完美，相反，松树浓绿不透光，顺光拍摄才是最佳选择。

这就是后来陈海滢所强调的，科学摄影的另一层含义，是拍摄者要主动利用科学的思维方法和手段去表现影像。

陈海滢的想法和摄影作品真正得到更大范围的传播，是因为中国国家地理的一次报道。文章记录了他和他的朋友一次次的追日行动。他们以太阳作为图片的主体，让它成为人、建筑物以外一个极为巧妙的构图元素。

比如那张长安街悬日的“鼻祖照”，很多摄影爱好者都想知道，怎么拍才可能捕捉到朝阳从长安街的正东方升起。

陈海滢靠算。太阳每年只有两天——春分和秋分，才是从正东升起，正西落下的，因此，拍摄长安街悬日的照片一年也就只有这两个时间。根据太阳起降的方位、时间、周期变化规律等，他还可以实现让太阳和一些非常狭小的位置相重合的景象，比如潭柘寺上“订”太阳，“飞机临日”，这些还涉及高度、距离、物体运动速度等一系列更为复杂的计算。

自然界的运行尽管复杂，但是有规律可循。只是有时，这样的计算和预测往往差之毫厘谬以千里。因此，他也常常告诉大家，自己拍的是极限摄影，需要的是精准。

“追”野生动物踪迹的

耿栋，准确的身份是自然纪录片导演。两年前，由他担任野生动物拍摄导演、摄影师的纪录片《雪豹》在央视纪录频道一经播出，就引起了大众的广泛关注。这种处于青藏高原食物链最顶端的神秘大猫第一次进入了人们的视线。

其实，早在2003年，耿栋就背着相机走到西部的大山里头拍摄野生动物了，后来，他也成为了国内较早的专业野生动物摄影师之一。

他在四川拍摄熊猫，在云南拍摄亚洲象，当他真正接触了自然保护区和自然保护，他对野生动物影像的理解也发生了很大的变化。

在耿栋看来，好的野生动物摄影，不在于你拍摄的地方多隐秘，拍摄的对象多稀有，而在于你是否足够了解它们，能否讲好一个属于它们的生存故事，并把这些故事传递出去。

在与野生动物打交道的日子里，耿栋没有少拍下各种黑镜头，它们不是大自然独立的存在，而是始终生活在人类与自然构成的各种冲突中间。

他突然意识到，一个人的图片不考虑传播是没有力量的。他开始参与世界自然基金会的保护项目，与北大山水自然保护中心合作，2009年还正式成为山水的传播官。

因为这些经历，耿栋认识了吕植、奚志农等国内保护生物学、野生动物摄影的领头人，他还得到了珍·古道尔、乔治·夏勒等在世界拥有极高声誉的动物学家、博物学家的鼓励和支持。

在科学家的帮助下，他在野生动物摄影背后，获得的是对物种的分布规律、生活史、生存现状等方方面面知识的探索和积累，他甚至要学习像一个科学家一样参与对物种的调查、发现。

他从拍摄单张图片到组图，从拍摄动物，到定位人与自然的关系，从单纯地依赖镜头，到学着用文字讲述图片背后的事，最后还拓展到了动态影像纪录，去呈现一段更丰富的故事，并且，寻找各种平台让更多人关注自然、荒野正在经历的危机。

“作为科学摄影很重要的拍摄领域，野生动物摄影或者说自然摄影的最终价值是要回馈自然的，那么你的镜头才会有所选择。”这是耿栋给自己的责任。