微觀視域圖形的探索與發(fā)現(xiàn)

摘 要：微觀自然是當(dāng)代設(shè)計(jì)對圖形的探究的新領(lǐng)域，微觀世界中含有豐富的符合當(dāng)代視覺審美傾向的圖形。自然科學(xué)規(guī)律是這些具有多樣形態(tài)美圖形的理論依據(jù)，藝術(shù)化的圖形同時(shí)又給科學(xué)以最形象的表達(dá)。本文首先闡述現(xiàn)代科學(xué)的進(jìn)步給微觀圖形帶來的視覺感知與認(rèn)知，進(jìn)而概括其視覺表現(xiàn)的形式特征。

關(guān)鍵詞：微觀視域；圖形；科學(xué)；藝術(shù)；視覺

1 從自然科學(xué)到微觀圖形

美，無處不在。隨著當(dāng)下科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展與物質(zhì)文明，現(xiàn)代圖形設(shè)計(jì)對形式美的探究帶著人類的眼睛進(jìn)入了一個(gè)全新的視域。“跨界”是近些年在設(shè)計(jì)界經(jīng)常被提及的一個(gè)詞匯，它示意著藝術(shù)與科學(xué)的交融關(guān)系將變得尤為親密。許多藝術(shù)家和設(shè)計(jì)師在研究自己專業(yè)領(lǐng)域的同時(shí)也開始設(shè)計(jì)其他學(xué)科來闡釋自己對形式美的獨(dú)特理解。

微觀世界的圖形樣式對于形式語言的研究帶來了意想不到的震撼。微觀世界可以概括為“微觀物體”和“微觀現(xiàn)象”，通常人們將感官所不能直接感覺到的微小的物體叫做“微觀物體”，人的肉眼可以分辨直徑大于0.1mm以上的物體，小于該尺度的事物都屬于微觀物質(zhì)。把與宏觀概念相對應(yīng)細(xì)微的活動表現(xiàn)叫“微觀現(xiàn)象”。從原子的對撞，到DNA螺旋和X射線掃描，有許多方式可以揭露自然界基本組成之中最深層的模式，人們在不斷解讀各種科學(xué)新發(fā)現(xiàn)的同時(shí)還增長了對微觀視覺的新認(rèn)知。

顯微鏡的出現(xiàn)揭開了微觀世界神秘的面紗。借助顯微鏡可以觀察到姿態(tài)萬千的微觀自然形態(tài)，包括各種微觀生物的物質(zhì)結(jié)構(gòu)和生命痕跡及其物質(zhì)表皮色彩，組織肌理等。因此，微觀影像便成為展示微觀之美的最有說服力的證據(jù)，這些驚喜打破了人們對于自然物常規(guī)審美認(rèn)知的狀態(tài)。20世紀(jì)70年代尼康公司開始舉辦微觀攝影比賽，從全世界募集在生命科學(xué)、材料科學(xué)等領(lǐng)域做出重要貢獻(xiàn)的優(yōu)秀攝影作品，旨在展現(xiàn)通過光學(xué)顯微鏡看到生命的美麗和復(fù)雜性。

2 微觀視域中的物質(zhì)與現(xiàn)象

細(xì)胞是最常見的微觀物質(zhì)形態(tài)，除病毒外的所有具有完整生命力的生物的最小單位，也經(jīng)常被稱為生命的積木。生物可分為單細(xì)胞生物（僅由單個(gè)細(xì)胞構(gòu)成，包括大多數(shù)的細(xì)菌）和多細(xì)胞生物（包括植物和動物）。人體約包含60兆個(gè)細(xì)胞。植物細(xì)胞和動物細(xì)胞的大小在1μm到100μm之間，所以在顯微鏡下可見。通常情況顯微鏡下觀察到的動植物細(xì)胞的圖形會比較豐富多變，尤其是植物的細(xì)胞組成結(jié)構(gòu)相對多元化，高等植物都有細(xì)胞膜，膜外有細(xì)胞壁，細(xì)胞壁中有各種細(xì)胞器如線粒體、葉綠體、質(zhì)體和液泡等。動物細(xì)胞沒有細(xì)胞壁，細(xì)胞質(zhì)中常有中心體，而高等植物則沒有。各種細(xì)胞總是保持自己的一定狀態(tài)，由于細(xì)胞內(nèi)在的結(jié)構(gòu)和自身表面張力，以及外部的壓力各不相同，因此，對于顯微鏡下觀察的不同樣本，不同的細(xì)胞結(jié)構(gòu)就會表現(xiàn)出千奇百怪的細(xì)胞圖形（圖1、2）。細(xì)胞的圖形樣式多種多樣，有球形、多邊形，紡錘狀和柱狀等。

微觀的細(xì)胞圖形隱存著大自然中多元的視覺形式特征：形態(tài)、比例、對稱、秩序、平衡、色彩、肌理等。通過顯微鏡的觀察常常可以發(fā)現(xiàn)其微觀物象不同于外表的形式表現(xiàn)。我們也許知道植物的根莖、花蕊、洋蔥的表皮、微小動植物本身。但卻并不知道如此形態(tài)各異的結(jié)構(gòu)圖形存在于物質(zhì)世界的一些小角落里。

細(xì)菌和病毒在顯微鏡下也呈現(xiàn)出形態(tài)多樣的圖形結(jié)構(gòu)。細(xì)菌（圖3）是所有生物中數(shù)量最多的一類，屬于原核生物。細(xì)菌的結(jié)構(gòu)比較簡單，是單細(xì)胞存在，缺乏細(xì)胞核、細(xì)胞骨架以及膜狀胞器。根據(jù)細(xì)菌的形狀可以將其分為三類，即球形、桿形和螺旋形。球形細(xì)菌表現(xiàn)出的特征都是以圓形為基本單位進(jìn)行組合，根據(jù)其排列方式可以分為單球形、雙球形、四聯(lián)球形、八疊球形等。桿菌細(xì)胞形態(tài)較復(fù)雜，有短桿狀、棒桿狀、梭狀、月亮裝、分枝狀。螺旋菌可分為弧菌和螺菌。此外，人們還發(fā)現(xiàn)星狀和方形細(xì)菌。病毒（圖4）的尺寸只有細(xì)菌的千分之一。病毒是一些DNA或RNA分子，外面覆了一層蛋白質(zhì)。微觀視覺下的病毒形態(tài)有球狀、桿狀、磚形、冠狀、絲狀、鏈狀。

自然界中的一些固態(tài)物質(zhì)在微觀的視角下也呈現(xiàn)出令人驚嘆的形式美。有些礦物單體或化合物其肉眼不可見的部分經(jīng)過多倍地放大展示在人們的面前，這些被觀察到的晶體結(jié)構(gòu)秩序完整，呈規(guī)則的幾何多面體形態(tài)，給人以對于形式美的理性思考。在宏觀與微觀的自然物象之間，這種基于空間的審美差異將毫不猶豫地帶來視覺感官的愉悅。

與此類似的微觀現(xiàn)象還包括比如無線電波中的正弦波譜曲線（圖5）；布朗運(yùn)動中顯微鏡下捕捉到的花粉沿著曲折路徑移動的軌跡；物理學(xué)家威爾遜發(fā)明的從云室和泡室觀察到的粒子碰撞的軌跡，粒子射入泡室，猛沖穿越液態(tài)氫，產(chǎn)生連串的細(xì)小氣泡形成粒子的移動軌跡；亞原子粒子在加速器中互撞，使粒子偏向不同的角度，從而進(jìn)行路徑的相對曲度，因此就可以尋覓基本粒子絢麗的弧線和軌跡（圖6）。這些圖形圖像是科學(xué)家們對于自然科學(xué)內(nèi)在規(guī)律的尋找與總結(jié)，作為“實(shí)驗(yàn)性藝術(shù)”的圖形圖像，它給現(xiàn)代設(shè)計(jì)卻帶來了新的視覺表現(xiàn)語言，是一種融合著科學(xué)與藝術(shù)的關(guān)系的抽象語言。

3 微觀視域圖形的特征

3.1 視覺簡約性

微觀視覺下的圖形不像自然界的物質(zhì)有著復(fù)雜的外部結(jié)構(gòu)和肌理，不同的自然物種可以通過外部特征便可分辨出來。微觀圖形所表現(xiàn)出的只是單獨(dú)的一個(gè)層次，從視覺形式語言來說，這些繁復(fù)多樣的圖形參雜交混著各種點(diǎn)、線、面之間關(guān)系的變化，而沒有光影和體積，呈現(xiàn)了二維多樣的世界。

3.2 意象關(guān)聯(lián)性

微觀視域圖形一般給人以抽象的審美意識，它沒有實(shí)際的客觀形象，但圖形本身卻富有張力和生命律動，人們在對其產(chǎn)生視覺認(rèn)知的同時(shí)還融入了主觀情感的感悟。這些類似于生命活動和運(yùn)動軌跡的圖形，使人能夠意象到自然狀態(tài)事物本身的生命樣式，并且這種意象感知是以視覺關(guān)聯(lián)為前提的，它旨在反映這種關(guān)聯(lián)內(nèi)在的共性內(nèi)涵。

3.3 神秘刺激性

人們總是對陌生的事物總是懷有好奇心。隨著科學(xué)家對神秘的微觀領(lǐng)域不斷探索與發(fā)現(xiàn)，這種好奇心同時(shí)表現(xiàn)在對微觀圖形的想象，圖形是自然現(xiàn)象規(guī)律對于科學(xué)原理視覺化的傳播媒介，陌生的圖形總會給人些許的興奮和刺激感，基于科學(xué)原理的微觀圖形給世人呈現(xiàn)出一種新的視覺邏輯。

4 結(jié)語

藝術(shù)與科學(xué)的融合已經(jīng)成為當(dāng)代藝術(shù)設(shè)計(jì)發(fā)展的新方向。新科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與推進(jìn)為人類進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)微觀世界奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)，人們對未知的微觀美視覺的追求也必然始終滿懷熱情，源自自然事物的微觀視域?qū)⒉粩嘤楷F(xiàn)更加豐富多彩的視覺圖形。

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