還認為化學公式枯燥又難背？其實化學不僅浪漫還很美… 當飽和無機鹽溶液的水分蒸發時，這些析出的晶體都有自己的特點，就好像有自己的生命和靈魂一樣。科學家們用顯微鏡記錄下了化學的“細微之美”，讓人倍感震撼。或許你會認為這些美麗離我們很遙遠，其實，它們時刻都在我們身邊…

出品："格緻論道講壇"公衆号（ID：SELFtalks）

以下内容為“美麗化學”主創、“美麗科學”出品人梁琰演講實錄：

大家好，很高興有機會來分享化學和科學的美麗。

“美麗化學”是我們做的一個公益項目，希望與公衆分享化學的美麗和神奇。我們拍攝了很多的化學反應過程，靜止于紙面的化學反應方程式看似枯燥，但在實際中卻能綻放出獨特的化學美。我們還做了“美麗化學”的續集——Envisioning Chemistry（重現化學）。

\結晶與晶體\

先來看我們2016年制作的一段關于結晶的視頻。

兩年後，我們還為晶體拍攝了視頻——飽和無機鹽的溶液，當其中的水分蒸發時，這些晶體就會析出。每一種晶體都有自己的特點，就好像有自己的生命和靈魂一樣。

\化學反應\

化學反應有非常非常多的種類，其中有“沉澱反應”和“金屬置換反應”。如果單把這些化學方程式拿過來，你們肯定會覺得很枯燥，可能就不想再繼續看了。

但是沒準看了這些動圖後，很可能你們會覺得“噢？這個東西到底是什麼？”它們能讓你對化學産生興趣、想了解這到底是什麼。

首先是沉澱反應——各自可以溶于水的兩種物質，遇到一起的時候會生成另一種不溶的産物。

比如說，硝酸銀是可以溶于水的，硝酸銀姓硝；另外一個叫氯化鈉，其實就是我們吃的食鹽，也可以溶于水。它們放在一起之後産生的不溶物質便是“氯化銀”沉澱。

化學家看到這個方程式比較複雜，因此也會做相應的簡化，比如說：他可以把這個化學方式簡化成離子方程式，看到它反應的本質、化學的實質──銀離子跟氯離子反應，生成不溶的氯化銀沉澱。

我們也運用藝術創作的手段來展現化學反應。以下的視頻，是我們美麗科學團隊朱文婷利用顯微鏡拍攝的反應過程。她畢業于清華大學美術學院，所以藝術家用化學反應進行創作是什麼樣子？

《沉澱III》

另外有“金屬置換反應”。這裡展示兩個反應過程：金屬鋅在溶液中置換金屬鉛的反應和金屬銅置換金屬銀的反應。

用金屬鋅來置換金屬鉛，它生成了鉛樹，像一片森林。

另外，用金屬銅來置換金屬銀——銀的生長。

還有一類叫化學花園的反應過程，是氯化钴與矽酸鈉溶液反應，好似出現了一條龍。

\化學結構\

讓我們把視角關注到更細微的尺度，來看看宏觀現象背後的微妙結構。

這個分子的直徑和長度隻有兩個納米，一個納米是十的負九次方米，極其微小。

但是化學家可以在這麼小的尺度，做出來有空間拓撲結構的像波羅米安鍊環的分子。而在如此小的尺度上完成如此複雜的操作，是需要非常高超的技藝。

以及真的是用DNA自組裝的方式組成的納米飛船。科學家通過自組裝的方式，将208根或者208類DNA單鍊混合到溶液中，這樣的納米飛船就會自動形成，這真的是非常神奇。

DNA是大自然給我們的一個分子，我們正在向自然學習。

\化學儀器\

化學美的另一面是科學史。我們用電腦圖像的方式複原了很多非常經典的儀器。例如博伊爾的真空泵。

博伊爾憑借此儀器觀察到燃燒在真空中不能進行。

還有拉瓦錫用來确定氧氣在空氣中比例的一套裝置。

它将水銀在密閉的環境中加熱12天之後，其表面會形成很多紅色的顆粒，就是氧化汞，空氣也會減少一部分。

他的實驗非常嚴謹，最後把氧化汞取出來再加熱。如果把産生的氣體放回到之前的氣體中，會使整個原始的空氣結構恢複。所以再次證明氧氣是空氣中的一部分，氧是一種元素。

我們的項目得到很多國内外媒體的關注，有幾個評價我覺得很棒。

我們很欣慰得到這些同行的評價，另外最讓我們欣慰的評價是一位網友說：“如果中學看到‘美麗化學’的話，我的化學可能就不這麼糟糕了。”

不僅如此，一位家長看到我們複原化學儀器的作品後，給我們無償捐贈了十萬人民币，讓我們繼續做“美麗化學”項目。這都讓我們非常感動。

“美麗化學”項目也影響了很多人。以下兩張圖出自一個就讀于北京國際高中的高二女孩，英文名字叫朱莉。

左圖是钴，青花瓷的藍色主要是來自含钴的礦物

她看到我們的作品後，知道原來可以有這樣一個職業，把她喜歡的藝術和化學結合到一起，她将來也想從事這樣的職業。她現在擁有一個叫做“Alchemy”煉金術的網站，給每一個化學元素畫插畫。

希望大家看完以上圖片後能感受到化學是一個很美麗的學科——化學反應本身是很美麗的！而從化學之美引到科學之美，從“小美”到“大美”，除了化學，科學下的很多其他學科也一樣。

所以我覺得科學的力量——對于認知層面，增加我們對美的感受。很多從科研論文裡面拿出的圖像，比如這個是酵母菌的剪接體（這是清華大學施一公團隊檢測出來的一個蛋白質的剪接體）是由蛋白質和RNA組成的非常精密的剪接體。

當你理解了更多的生命科學的知識之後，你會發現、你會欣賞，原本看一個結構可能不是很美，但是後來你會覺得這其實是非常精美的。

對于化學家，他經過深入學習，會感知這樣一個鎖在一起的納米級分子——索烴的美麗。這是非常不容易合成的一個分子。

對于物理學家，他會覺得牛頓的萬有引力定律非常漂亮。這麼簡單的一個方程就直接告訴我們“所有的天體是怎麼運轉的？”，包括在另外一個極端，在原子、分子層面上，薛定谔方程能夠給我們關于微觀現象的任何解答。

所以我覺得科學美有三個層面：

第一個層面——科學本身就是美麗的。比如化學反應。

第二個層面——科學會增加我們對世界的認識，讓我們從嶄新的視角來看世界、來欣賞這個世界。

最後一個層面——其實就是很多的物理學家在做的，像愛因斯坦、像楊振甯、像李政道這樣的物理學家——在經過多年的研究，發現深層次的自然運作規律是很美的。我覺得是終極的一種美麗。

“美麗化學”已是2016年的一個作品，我們收獲了很多的感動，也想繼續來做這件事情，所以後來成立了新知數媒公司，建立了“美麗科學”的品牌。

我們想把事情更擴大一些，不局限于化學。這就是“美麗科學”的誕生，我們想把科學的美麗、神奇帶給公衆。讓更多的人被科學的美癡迷、打動，甚至改變他們的人生計劃。

這個标志是什麼意思呢？它來自于地球和金星的連線終點，繞太陽運動軌迹的其中一部分。如果仔細看的話，就是我們這朵花的來源。它既代表了生命科學，又代表了自然科學。

從“美麗化學”到了“美麗科學”，我們現在組建了一個非常優秀的跨界團隊來做優秀的内容。這不再是我一個人可以做的，是一個非常優秀的團隊來做的事情。希望美麗科學——一個針對于孩子們的科學教育品牌，會成為一個非常優秀的科學傳播的品牌，讓更多的孩子發現化學之美、科學之美！謝謝大家。

“格緻論道”，原稱“SELF格緻論道”，是中國科學院全力推出的科學文化講壇，由中國科學院計算機網絡信息中心和中國科學院科學傳播局聯合主辦，中國科普博覽承辦。緻力于非凡思想的跨界傳播，旨在以“格物緻知”的精神探讨科技、教育、生活、未來的發展。獲取更多信息。本文出品自“格緻論道講壇”公衆号（SELFtalks），轉載請注明公衆号出處，未經授權不得轉載。

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