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趣闻·新知
作者:佚名

《新华月报(天下)》 2007年 第11期

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       9月28日,美国《科学》杂志公布了2007年度“科学与工程学视觉挑战赛”的获奖作品。“科学与工程学视觉挑战赛”,其实就是利用照片、动画等视觉影像直观的特性将深奥的科学理论和数据可视化,可以是照片,也可以是插图、网页和视频。
       已经连续举办5年的“科学与工程学视觉挑战赛”和哗众取宠的“另类诺贝尔奖”截然不同,比赛的评比标准虽然也要求作品有足以挑战视觉的冲击力和创新性,但这些都还是要以科学的精确性为基础。此次刊登的8幅获奖作品都是评委严格筛选出来的“杰作”。
       鼻子后面什么样? 照片类一等奖
       这张呈现鼻子背面构造的3D彩色图像来自香港东区医院一位名为方凯航的放射学家。他先为一名33岁患有甲状腺肿瘤的女患者分门别类拍了182张鼻部骨骼、软组织以及脂肪层的CT扫描片,然后再将这些薄薄的CT照片叠放在一起。通常,合并的CT图像也是平面的,但这些平面图像经过他所说的数码“彩虹造影技术”后,每一层片子上组织的轮廓线就被描绘成一幅空间轮廓图,艳丽的颜色则来自于鼻子内部各个组织的不同的密度,最终就形成了这幅从头部下方仰视的角度拍摄的鼻子内部构造的奇异图像。
       爱尔兰海藻照片类一等奖
       直径15厘米宽的红色海藻在大西洋沿岸随处可见,它是卡拉胶——一种用于添加在肉类和冰淇淋食品中天然增稠剂和稳定剂的主要来源。马里兰大学帕克分校的植物学家和分子生态学家安德烈·奥特森用她的佳能ELPH700万像素数码相机捕捉到了人们平时不曾注意到的爱尔兰海藻的细节之美。
       爱尔兰海藻只要一脱离海水,就会自动卷曲。奥特森只得将海藻每个叶片的边缘小心展开,又用了两天时间等待其完全干燥定型。这张照片值得称道的地方在于它完全是在户外的自然光线下拍摄的,除了背景后来被换成了黑色。
       微型金属电路照片类提名奖
       亚当·希格尔和他在哈佛大学的同事通过将一根直径只有200微米的金属丝打结的实验证明:将微电子电路整合成电路网,金属线的韧性至关重要。这张照片展示的就是这一实验的过程。他们将熔化的铟或锡灌注到硅基模具内,并使它冷却,形成一种作为焊接用的合成物。这种合成物就像强力胶,使电线变得坚固、柔韧,一旦电线被折断,只要将这种焊接合成物重新加热,就可以使电线黏合得完好如初。
       烟草依赖下的生理机制非互动媒体类一等奖
       纽约一家科学视觉工作室的艺术总监唐娜·迪斯麦特和动画设计师杰森·格雷罗运用3D技术制作的视频,演示了人类对烟草产生依赖的生理机制。每吸一根烟,吸烟者就会将数以万亿的尼古丁分子吸入肺中,再经由血液进入大脑,尼古丁分子在神经元中的α4和β2尼古丁乙酰胆碱受体上发生作用,刺激细胞释放引起愉悦感的多巴胺。多巴胺会随着尼古丁的减少而消失,吸烟者就会再次产生对烟的渴望。
       模拟蝙蝠飞行信息绘图类一等奖
       东南亚丛林中的大多数短鼻果蝠都在夜间飞行。一些空气动力学研究人员发现,一些成年后体重仅有50克的微型动物能在飓风的风洞中飞行。为了解它们飞行的秘诀,美国布朗大学工程师肯尼斯·布鲁尔利用激光和先进的多镜头动态跟踪系统记录这些动物飞行时翅膀的动作以及它们拍打翅膀过程中空气的变化情况。基于观测结果,航空工程师大卫·威利斯联同布朗大学计算机科学家穆克·哈依罗创建了一个蝙蝠飞行的模拟图示。“当你放慢速度观看蝙蝠飞行,就会发现它们飞翔的动作既漂亮又复杂。这张图既展现了蝙蝠飞行的瞬间之美,又具有飞行动力学研究的科学价值。”威利斯说。
       物理教学技术模拟程序互动媒体类一等奖
       2001年因实现“玻色·爱因斯坦凝聚”而获得诺贝尔物理学奖的卡尔·威曼一直在寻找一种浅显易懂的推广方式,使更多非专业领域的学生也能理解这个抽象的物理原理。“玻色·爱因斯坦凝聚”是指假设物体在接近于绝对零度的极低温度下,构成物体的原子会丧失各自的特性,从而凝聚到同一状态,形成一个“超级原子”。玻色·爱因斯坦凝聚在物理学上有极高的应用价值,利用它人类可以储存光线和模拟黑洞。卡尔·威曼为这一理论创建了一个直观的电脑模拟程序,并在大学内广泛推广。
       肌肉是如何工作的?信息绘图类提名奖
       这是一张展示肌肉工作原理的图片。图示以握有一只棒球的手部为例,这一工作原理就如同船员一个接一个地拖拽船上的缆绳,肌浆球蛋白分子相当于船员,肌动蛋白纤维则是他们手中的那根“缆绳”。手部每做一个动作,肌肉纤维就会依此原理工作数万亿次,因此,人们才能将棒球牢牢抓在手中不会掉落。
       风暴中的“塔” 非互动媒体类提名奖
       1998年美国北卡罗来纳州南部爆发了波尼飓风,当时,这股强劲的风暴沿巴哈马群岛北部一路向西北移动,美国宇航局的热带降雨测量卫星在加勒比海上空的轨道上运行时,捕获到了由飓风引发的“热塔”现象的雷达图像,这座“巨塔”从海面伸向空中,高度达到了近18千米。格达航天飞行中心的气象学家格里高利·什拉和洛里·珀金斯带领研究小组利用卫星图像和超级计算机模拟了“热塔”的形成过程,即飓风中心气流急速升降,释放的热量使水蒸气凝结成厚重的云层,就形成了“热塔”。
        (10月14日《北京晚报》)