把自然科学做成视觉艺术展？在上纽大，我看见科学家们文艺起来的样子

2018年，一次学术会议上，一位来自日本的年轻教授走向上海纽约大学物理学与数学教授张骏，对他说，您不认识我，但我看过您拍的一张热对流的照片，我太喜欢它了，正是那张照片吸引我进入了流体力学专业……

2023年5月，在上海纽约大学“寻迹科学中的艺术”展览开幕式现场，展览的主要策划者、研究流体力学的张骏教授讲起了五年前的这个故事。时隔几年，张骏教授仍对此记忆深刻，因为“纯粹出于视觉美这件事本身，而愿意进入一个新的科学领域，让人感动莫名”。

策展团队在展览序言里写下这样一句话——科学与艺术是共生的。

上纽史上第一次用视觉图像展示科学之美的展览，在这样的理念下应运而生。学校科研办公室与华东师范大学-纽约大学物理联合研究中心（上海纽约大学）一拍即合，共同促成展览在上纽创校十年之际成功落地。

_{2023年5月到6月，在前滩新校园北楼B2层，驻足欣赏这道别样艺术风景的观众们}

这一展览，一来为观众打开看待自然世界的全新视角；二来展示上纽学者探索自然世界奥秘的科研过程与科研精神。此外，展览还不失为一次契机，为学校营造更为浓厚的科研气氛，促进跨学科科研合作。

最终，展览共展出20余件作品，全部来自上纽科研团队，涵盖物理、数学、神经科学、化学、生物学等学科。

在最新视觉技术的辅助下，上纽科学家们令人惊叹地将微观和抽象世界之美，转化成了人们触手可及的艺术表达。

一次意外的实验

上纽数学助理教授黄金紫，是这次展览的主力“艺术家”之一，贡献了四幅作品。实验流体力学，是他其中一项研究兴趣，也是艺术展的“出片”大户。一组蓝的透亮、形似石林的照片，在展览现场吸引了众人的目光。不看展品说明的话，还以为这是某种有色玻璃的特写。

黄教授介绍说，这不是玻璃，而是糖。糖块在溶解过程中，慢慢演化出了看起来像自然界里石林一样的几何形状。之所以出现蓝色，是因为在实验过程中，往糖块里加了蓝色墨水。一开始试过绿色，但经过比较，还是蓝色拍摄起来最漂亮。

_{黄金紫教授的这幅作品由四幅小作品组成，巧妙地呈现了从实验室的小尺度出发，用糖的溶解模拟石林尖峰的演化过程}

这组真实反映微观世界变化过程的作品，源自黄教授实验中的一次“意外”。

黄教授一直在研究溶解的物理过程，经常把糖放进不同的液体里做实验。那是他还在纽约大学库朗数学研究所读博士的时候。有一天，他把一个糖柱放进水缸，过了很久没有理会它，想起来的时候发现，糖虽已在水里溶解，但是形成了一个尖峰。他的疑问来了——从数学上来讲，溶解对应的是扩散过程，扩散通常带来的是更光滑的表面，按理说，糖应该变圆，怎么会变尖呢？

从那出发，他和同学又做了一系列的实验，结果发现各种几何形状的糖放进水里，都是在变尖。他们最后找到了答案——糖溶解到水里，带着水形成了流动，流动改变了糖本身溶解的速率，在固体和流体的相互作用之下，导致了糖变尖的过程。但此时，关于糖的实验还没有跟“石林”扯上关系，有意识地做影像记录也是后来的事。灵感一现，是受到了旅行见闻的刺激。

黄教授去云南看石林，他见到雨滴落在石灰岩上，把山体表面的物质带走，由此联想到，虽然尺度不同，材质不同，但糖的溶解和石灰岩溶解，机理是一样的。我们为何不能用小尺度的实验，作为流体力学的解释，来研究大自然中石林的形成过程，从小模型外推到一个更大的模型呢？新的研究课题就这样被拓展出来。

黄教授后来关于此课题的首篇研究论文发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）2020年9月刊上。2021年1月，从数学角度精确描述尖峰类地貌形成和演变的研究成果，作为“编者推荐”文章，发表在全球物理学顶级学术周刊《物理评论快报》（PRL）上，并被美国物理学会（APS）的《物理杂志》（Physics Magazine）报道。

“科学跟艺术一样，都和人与人的沟通有关”

与此同时，对实验影像的极致追求也在进行着。张骏教授告诉我们，在流体力学研究领域，呈现流动状态、对寻常看不见的流体进行“可视化”，是一项不可或缺的研究和分析内容，这也是该领域的传统。

每年11月，美国物理学会的流体力学年会上，都会设立专门的区域来展示高水平的实验影像，无论是静态的照片抑或是几分钟的短视频，能在那个科学盛会的艺术比赛上获奖，是一个莫大的荣誉。而别说在国际盛会上拿大奖，用相机记录下让科学家本人满意的照片，都不是一件容易的事。

黄教授“石林”组照的拍摄成功，前后试了四五十次。张教授的“旗帜飘动”，拍了上千张，假期拍，一大早拍，后半夜拍，“两三个月里，每天拍好几个小时，眼睛看东西都模糊了”。

_{张骏教授采访中提到的“旗帜飘动”。左图作品展示了一根细丝在快速流动的肥皂膜中飘然而动的瞬间。右图作品展示了两个相互作用的旗帜连同其周围的复杂流体环境一齐被捕捉到的奇妙现象}

在张教授看来，这里的追求极致，不是说追求最美丽的图案，而是追求最典型的物理过程。“而典型科学过程的呈现和视觉上的满足，往往最后会走到一起，这是不是很奇妙？做科研的这波人，如果想做出点东西，肯定是要有点‘轴’的精神的。”

_展览现场