一场风花雪月的化学电影

 2015/02/08 14:12  秦珍子 《读者·校园版》  (207)    

当一滴硝酸银溶液坠入氯化钠溶液中,会发生什么?用肉眼隔着试管看去,会看见澄清的液体很快变得浑浊了。但如果用高清摄影机的镜头去“看”,则能发现另一种风景:漆黑的天幕上,雪白的礼花忽然绽放,缓缓聚拢、升腾,又散开,降下无数闪亮的颗粒,如流星一般拖着长长的光迹。

在过去的3个多月里,这个氯化银沉淀反应和更多化学反应一起,走出试管烧瓶,有的脱去黑乎乎的外衣,有的除掉刺鼻的气味,以各种奇幻姿态登上了屏幕。

2014年9月30日,由清华大学出版社担纲制片、中国科学技术大学先进技术研究院担任监制、导演梁琰执导的“美丽化学”网站的英文版正式上线,中文版也于同年10月底推出。

化学反应各有各的性格,光是拿着试管摇一摇可看不出来

画面中的硫酸铜正在结晶。在深蓝的底色中,棱角分明的细碎晶体仿佛凭空出现,不断生长、坠落,如同冰雹带雪;三草酸合铁酸钾结晶如松枝一般冲着灌木和草地轻摆;醋酸钠结晶则充满现代感,像城市里四通八达的高架桥梁。

在硅酸钠溶液中,氯化钙是白色的山峰从地面缓缓升起,氯化钴是紫红色的肉质花瓣在暗夜里开放,硫酸锌是蛇、虫在大地深处伸展躯体、开通隧道。

“美丽化学”就是从拍摄化学反应的过程开始的。此外,目前上线的视频还包括沉淀反应、化学还原、颜色变化、金属置换、气泡产生、舞动的荧光液和烟等。

“反应式很枯燥,但对应的化学现象却非常美妙。”导演梁琰一谈起化学,就充满了感情。

呈现这些影像,需要的硬件设施其实并不复杂:一间化学实验室,一台1万元左右的4K摄影机,一个32T容量的存储设备和4块1080p的显示屏幕。

“就算化学不是你的‘菜’,就算你每堂化学课上都会睡着,但你只要看过‘美丽化学’的视频,你就一定会爱上不可思议的化学!”《时代》官网上写道。

一滴溶液滴入反应器皿,就是“主角”正式登场了

梁琰,1980年生于沈阳,小时候,父亲总爱带他到野外捕捉昆虫。

“在草丛里发现一只从没见过的蜻蜓,就像发现了宝贝一样。”梁琰回忆道。他对自然的兴趣就这样被父亲培养了起来,高考时,他的第一志愿就报了清华大学化学系。

他喜欢玩电脑游戏,“深知那些精美绚丽的画面能给人们带来多么大的冲击”。到了大学,他对图像的兴趣让他学习用专业软件进行图形绘制。“化学中有太多漂亮的东西,却无法用相机直接拍下。”梁琰说,他为细胞蛋白质的结构着迷,也爱上了刚刚切开的硅表面分子重构时的状态。

2012年8月,获得美国明尼苏达大学材料学博士学位的梁琰回到中国。那时,他没有职位,也没任何人可以依靠。而他想做的事,更是没几个人能弄明白。

“应该说市面上能买到的所有科普书我都看过。”清华大学出版社数字教学服务平台总监郑奇说,但在看过梁琰发来的、美国“互动式教科书”的样章之后,他一下子觉得“中国缺少这样的东西”。

由于做互动式教科书成本太高,投入太大,大家决定从化学可视化开始做起。

在中国科学技术大学先进技术研究院的实验室里,梁琰负责提出构想、拍摄视频和进行后期制作。陶先刚和黄微负责做化学实验。在镜头前,常常是一滴溶液滴入反应器皿,就是“主角”正式登场的时候了。

在金属置换反应中,为了让“铅”沉重而美丽的树状结构得以完美呈现,陶先刚根据经验,让反应在硅胶中发生;为了让“银”的“枝叶”白净、靓丽,大家又尝试使用了好几种不同的金属反应。

“总体来说,整个拍摄过程就是一个不断尝试改进的过程。”黄微说。

第一次看到制作完成的视频作品时,大家的感受是“震撼”和“开心”,“因为做到这种程度,完全超过了预期”。

在“美丽化学”网站上线一周后,梁琰收到了一封来自德国的电子邮件。

“你好,‘美丽化学’团队的每一个人。”15岁的保罗写道,“感谢你们将自然之美呈现给这个世界!”

这个对化学特别痴迷的男孩拥有自己的“迷你化学实验室”,他也想拍出精美的化学反应视频。

网站上线数日,全球“票房”和“口碑”俱佳,包括《时代》官网在内的多家国外主流媒体对这个原创科普项目进行了报道。在国内,一些化学老师已经开始使用这些视频进行教学。

“我们希望形成一种独特的化学审美观,使化学之美变得亲切可爱,从而激发更多孩子的兴趣,改变人们对化学的单一印象。”“美丽化学”网站的介绍中这样写道。

面对积极的评价,梁琰一直感到有压力。他认为,在有相关学科背景的人看来,“美丽化学”目前展示的内容还很单薄。眼下,他既需要一台高速摄影机,更需要与相关学科的高手合作。

“做科普的人,如果发现一款游戏吸引人,就得亲自去打;如果听说一部电影口碑好,就得亲自去看。”梁琰认为,只有把对科学的狂热兴趣和对新媒体的熟练应用结合在一起,才能做好这件事。

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