從學術期刊封面圖片看物理學的可視化特征

【摘 ?要】學術期刊封面圖片是前沿科學成果可視化展現的重要渠道，不同學科的視覺表達之間存在一定差異。作為自然科學中可視化率較高的學科，物理學科可視化領域涵蓋了宏觀世界和微觀世界，其刊物封面圖片多采用科學原理圖來展現物質運動的一般規律和物質的基本結構。本文從物理學期刊封面圖片調研分析入手，歸納了物理學的可視化特征。

【關鍵詞】物理學;封面圖片;可視化特征

引言

物理學是研究物質運動一般規律和物質基本結構的學科。物理學的研究領域涵蓋了宏觀世界和微觀世界，甚至包括大至宇宙，小至基本粒子等一切物質最基本的運動形式和規律 [1]物理學期刊封面圖片是展現物理學學術成果的重要渠道，從物理學期刊的封面圖片可以看出物理學的可視化特征。

1.物理學具有較高的可視化率

科學成果可以進行視覺表達，通過對學術期刊封面圖片的調研，我們就可以初步了解該學科的可視化狀況。為了了解物理學期刊封面圖片的可視化情況，前期對國家圖書館館藏的146本物理學期刊的封面圖片進行調研，其中外文期刊98本，中文期刊48本。在外文期刊中，35種期刊每期都有變化的封面圖片，其可視化比例達到35.71%，依據國家圖書館分類法，該排名排在所有自然學科的第2位，僅次于晶體學的50%。中文期刊中，12本期刊每期有變化的封面圖片，可視化比例為14.29%，位列所有自然學科的第3位。因此可以說物理學期刊具有較高的可視化率。

2.物理學可視化領域寬廣

學術期刊的學科不同，其封面圖片也存在較大差異。數學期刊有封面圖片的比例極低，化學期刊通常把微觀世界作為封面圖片的主要內容，而天文學期刊把宏觀世界作為封面圖片的主要內容。物理學期刊封面圖片則同時涵蓋了宏觀世界和微觀世界，大至宇宙小至基本粒子都可以視覺表達在物理學期刊的封面圖片上，這充分顯示物理學寬廣的可視化領域。

案例一：物理學期刊封面圖片中的宏觀世界：

圖一nature physics的封面圖片展示宇宙的形成過程。伊恩布拉德利和他的科研團隊發現三維膜打破平衡的方式類似于氦-3原子間的相互配對，原子之間相互配對而形成一個基態冷凝體。這也許可以模擬宇宙形成的過程—膜和反膜之間的配對。

圖二nature physics的封面圖片展示的是太陽日冕物質拋射過程中產生的超彈性碰撞。超彈性碰撞是可能導致碰撞系統同比動能增加的原因。太陽日冕物質拋射過程中產生的兩個磁化等離子體可能發生這樣的碰撞。

圖三nature physics的封面圖片則把黑洞作為研究對象，黑洞難以通過動態實驗來進行研究。但科研人員使用強大的非線性光學效應的超材料，可能在實驗室模擬黑洞行為。

3.物理學常用科學原理圖作為視覺表達手段

學術成果的視覺表達方式有：①展示科學研究的對象（宏觀：生物類）或研究對象的結構（微觀：化學類）;②揭示科學原理（在實驗原理示意圖的基礎上美化處理，或以類比的方式揭示科學原理）③實驗過程中某個美的瞬間的放大;④把“研究的問題”視覺化，展示某一問題、困境或沖突;⑤研究結果在未來社會應用的描畫。不同的學科具有不同的視覺化表現特征，即使在同一學科內，不同類型成果如①探索性研究（exploration research）②描述性研究（descriptive research）③解釋性研究（explanatory research）等在視覺化表現形式上也可能有不同的傾向。[3]視覺設計應“從視覺注意力的吸引開始，通過編排元素合理的視覺安排，營造視覺生理的舒適與愉悅，從而引起心理的美感體驗和認知理解。把需要傳達的信息，通過極具邏輯性的視覺流程，引導受眾的視線按照設計者的意圖去感覺，以最合理的順序，最輕松有效的感知方式，獲取最佳印象，產生良好地心理反應，實現傳達和溝通的目標” 。

4.結語

物理學期刊封面圖片和其他學科封面圖片有著較大的差異，而物理學期刊封面圖片是物理學前沿學術成果可視化表達的窗口，通過對物理學期刊封面圖片的調研，可以歸納出物理學的三大可視化特征：物理學有較高的可視化率，物理學可視化領域寬廣，物理學常用科學原理圖作為視覺表達的手段。了解這些特征不僅有利于設計者設計物理學期刊的封面圖片，同時對于中國物理學期刊的發展也具有重要意義。

參考文獻

[1] 《中國大百科全書（物理學）》第一、二卷

[2] 2.0 2.1（英文）Bruce H. McCormick， Thomas A. DeFanti and Maxine D. Brown（eds.） （1987）. Visualization in Scientific Computing. ACM Press

[3] 王國燕，湯書昆.圖說科學成果的視覺傳播[J].科學與社會，2013

[4] 朱靜秋，張舒予.信息技術支撐下的視覺素養培養（下）[J].電化教育研究，2005，（4）：30-36.

基金項目：安徽新華學院大學生素質研究中心項目：高校大學生影視素養培養和測評指標體系構建;中央高校基本科研項目（WK2110250004）：基于頂級學術期刊封面的科學成果可視化研究

國家社科基金青年項目“前沿科學成果的視覺傳播研究”（14CXW011）

作者簡介：張致遠（1990.04-）， 男，漢族，安徽合肥人，安徽新華學院文化與新聞傳播學院教師，研究生，主要研究方向：科技傳播。