科學家，一群為理性代言的智者，一群以嚴謹著稱的精英，一群時不時被大眾調侃“土氣呆萌”的直腸子。他們的工作常被認為是復雜而冰冷的，與美感和“腦洞”的關系不大。

的確，美和想象力不是科學的第一追求，但探索客觀世界的旅程依然不能缺少它們。當科學家涉足“視覺傳達”，拿出的作品甚至有可能為人文藝術領域注入新的靈感。

事實上，“可視化”在科學界有著重要的地位。科學的研究對象，也許龐大如星空，也許渺小如粒子，也許抽象到難以感知，也許看似簡單直接，卻隱藏著更深的關聯。

突破人眼的極限，打破固有思維的邊界，想方設法拓寬人類的視野，這些正是科學家要做到的。

因此，即便將邏輯和真相放在首位，科學圖片也常常能展現出或奇異詭譎、或絢麗奪目的一面——

天空中的油畫：星云

很多人第一次對天文產生興趣，就是因為目睹了現代天文圖片所記錄的星云爆發。

然而，如果真的身處太空，我們親眼看到的星云未必如此華麗，因為不少星云圖都經過了上色處理。

當爆發的恒星向四周高速輻射能量的時候，不同波段的光共同出現，有的可見，有的不可見。設備所做的，更像是收集信息，科學家還要完成整理工作。為了將組成星云的不同部分清晰、明確、美觀地呈現出來，人們會在必要時使用所謂的“偽色”。

我們看到的星云圖有不少是科學和色彩藝術結合的作品。芝加哥大學的藝術史學家伊麗莎白·凱斯勒曾在現代天文圖片中看到19世紀浪漫主義油畫的影子。

比如，M16鷹狀星云的圖片就在色彩上同托馬斯·莫蘭的作品《位于懷俄明州的科羅拉多河上的懸崖峭壁》有著微妙的相似感。

事實上，這正是一副經過了處理的天文圖片，圖中的藍色（來自氧元素）和綠色（來自氫元素）都是調整的結果。在處理之后，M16圖片中的物質分布更加清晰，整體也更加美觀。即便沒有全然一致的原形，這張圖片也極富科學價值。

粒子之舞：氣泡室

無數線條在畫布上交錯、纏繞、分離，留下優美的痕跡。如果沒人提醒，很多觀賞者大概想不到這是一張科學圖片。

這張圖片來自氣泡室，直線是不帶電粒子運動的軌跡，螺旋線是帶電粒子運動的軌跡。在科學家的安排下，肉眼不可見的粒子在氣泡室中起舞，并且留下了用于研究的影像。

氣泡室的前身是查爾斯·威爾遜發明的云室：通過溫差在密閉容器里制造過飽和蒸汽，當帶電粒子穿行其中，沿途產生的離子便會充當凝結核，在粒子所經之處留下一道霧珠的軌跡。從這些軌跡的長短和彎曲程度，科學家可以分析出粒子的性質。

到了1952年，唐納德·格拉澤發明了功能更強的氣泡室，內部應用高壓狀態的液態氫，闖入的粒子會沿途留下膨脹的氣泡。和計算機技術結合之后，整個裝置不僅能快速拍攝圖片，還能輸出三維記錄。

在一段時間內，氣泡室圖片在物理界叱咤風云，成為研究多種粒子的重要工具。這些記載著粒子之舞的影像，也記錄了人們探索世界本質的旅程。

看到第四維：超立方

眾所周知，數學并不是只關心三維及以下維度。不過，由于人類自身的局限，我們很難像觀察立方、平面和線條一樣，直接觀察帶有更高維度特征的對象。如何以一種較為直白的方式呈現更高的維度曾經是一個大難題，直到數學界迎來了查爾斯·辛頓。

這位英國數學家想到，在二維的紙張上可以畫出三維的立方體，既然如此，那么三位或二維圖片也應該能夠表現四維物體。受此啟發，他發明了“四維超立方”，從普通圖形延伸影子、投射和展開，代表第四維的存在。

這項成果意義非凡。因為太過神秘，在20世紀之前，高維度往往和與靈異現象相提并論。當人們可以直觀感受更高維度的時候，迷信的氛圍被打破，科學討論回歸了科學，辛頓也因此獲得了認可。

與此同時，高緯度和超立方還在藝術界受到關注。薩爾瓦多·達利就曾聯系數學家托馬斯·班科夫，特意了解展開的超立方的幾何性質。而他的作品《受難》中的十字架也成了最著名的四維超立方體展開。

博物學家的地圖：洪堡的啟示

作為人類標記和認識世界的工具，地圖擁有悠久的歷史。然而在19世紀前，人們并沒有充分挖掘地圖的潛能。在一般情況下，它更像一種出行人士必備的普通物件，無非是繪制了人們可能遇到的邊界、山川、城市、建筑，等等。

到了19世紀，一些科學家開始將科研信息整合進地圖，其中包括博學多才的亞歷山大·馮·洪堡。他一生中有大量時間在外云游，了解不同地方的動植物和環境。當諸多博物學家將目光集中于一草一木的時候，洪堡把大量信息融入地圖，讓人們從中看到了生態。

從海拔到地區，從動植物分布到溫度變化，洪堡為人們開啟了珍貴的全局視角。我們所熟知的等溫線、等壓線就來自他的思考和標記。洪堡的圖片不僅信息清楚，而且精致美觀。這位傳奇學者曾影響了一眾科學家、思想家和藝術家。他所繪制的圖片則是象征他成就的豐碑。

受到這些圖片的啟事，人們將目光投向全球季節溫差及其影響。可以說，現代科學家對全球變暖的研究也是對洪堡事業的繼承。

命運示意圖：時空錐

20世紀，相對論的提出讓人們開始重新看待時空。愛因斯坦的老師赫爾曼·閔可夫斯基甚至斷言：“從此刻開始，空間和時間本身都應該退居幕后，只有二者的某種關聯含有重大意義。”

既然如此，科學家是否可以將新的時空觀較為直接地呈現出來？當然可以，于是時空錐出現了。

時空錐以平面代表空間，將第三條軸定義為時間。圓錐代表光的路徑，將時空劃分開來。能夠與原點（此刻）有因果關聯的事件處在椎體之內，這就是科幻迷們津津樂道的“光錐之內就是命運”。

這張看似簡單的示意圖包含了宇宙最重要的秘密之一。如果你就此推測不同觀察者的經歷，還有可能看到一些有趣的現象。比如，在你眼中同時發生的兩件事，在別人眼中有可能存在先后順序。

時空錐是如此簡潔有力。無數人以它為起點，開始重新思考我們生活的宇宙。人類對時空的探索不會停止，時空錐蘊含的秘密也將吸引一代代年輕人進入物理學或科幻文學的大門。

寫在最后

除了上面提到的這些，還有極限生長的科赫雪花、同大腦做游戲的視覺幻象圖、為星系分類的哈勃音叉圖、奇異詭譎的莫比烏斯環……

如果將科學探索歷程中影響重大的圖片收集起來，辦一個畫廊，它將成為世界上最值得一逛的景點。一張張科學圖片連在一起，就是一部為生動的科學史，記錄了人類探索世界的足跡，還有科學與人文藝術交融的瞬間。

這家了不起的畫廊，就在這本書里——

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作者：[英]約翰?D. 巴羅

譯者：唐靜 李盼

《科學的畫廊：圖片里的科學史》匯集了200余幅科學史上的經典圖片，這些圖片代表著科學發展史中一個又一個里程碑。從簡單的圖表到第一張世界地圖，從手繪圖、照片到計算機成像，本書回顧了天文學、數學、物理學、化學、生物學等領域的歷史轉折點，以圖片講解知識，展現人類科學思想發展史中的高光時刻。

這不僅是一本簡單的科學圖冊，知名科普作家約翰·D. 巴羅憑借自己深厚的科學底蘊，以散文般優美而簡潔的筆觸，為一幅幅科學圖片做了精彩的詮釋與注解，展現了它們的深遠意義和對科學發展的影響，講述了一個個極具啟發性的科學故事，為喜愛科學、歷史、藝術和哲學的大眾讀者打開一幅別開生面的科學畫卷。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的当科学家决定搞点“花里胡哨”的东西的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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