关于化学综合计算的一句话（如果早点看到它）

还认为化学公式枯燥又难背？其实化学不仅浪漫还很美… 当饱和无机盐溶液的水分蒸发时，这些析出的晶体都有自己的特点，就好像有自己的生命和灵魂一样。科学家们用显微镜记录下了化学的“细微之美”，让人倍感震撼。或许你会认为这些美丽离我们很遥远，其实，它们时刻都在我们身边…

出品："格致论道讲坛"公众号（ID：SELFtalks）

以下内容为“美丽化学”主创、“美丽科学”出品人梁琰演讲实录：

大家好，很高兴有机会来分享化学和科学的美丽。

“美丽化学”是我们做的一个公益项目，希望与公众分享化学的美丽和神奇。我们拍摄了很多的化学反应过程，静止于纸面的化学反应方程式看似枯燥，但在实际中却能绽放出独特的化学美。我们还做了“美丽化学”的续集——Envisioning Chemistry（重现化学）。

绽放的化学之美

\结晶与晶体\

先来看我们2016年制作的一段关于结晶的视频。

两年后，我们还为晶体拍摄了视频——饱和无机盐的溶液，当其中的水分蒸发时，这些晶体就会析出。每一种晶体都有自己的特点，就好像有自己的生命和灵魂一样。

\化学反应\

化学反应有非常非常多的种类，其中有“沉淀反应”和“金属置换反应”。如果单把这些化学方程式拿过来，你们肯定会觉得很枯燥，可能就不想再继续看了。

但是没准看了这些动图后，很可能你们会觉得“噢？这个东西到底是什么？”它们能让你对化学产生兴趣、想了解这到底是什么。

首先是沉淀反应——各自可以溶于水的两种物质，遇到一起的时候会生成另一种不溶的产物。

比如说，硝酸银是可以溶于水的，硝酸银姓硝；另外一个叫氯化钠，其实就是我们吃的食盐，也可以溶于水。它们放在一起之后产生的不溶物质便是“氯化银”沉淀。

化学家看到这个方程式比较复杂，因此也会做相应的简化，比如说：他可以把这个化学方式简化成离子方程式，看到它反应的本质、化学的实质──银离子跟氯离子反应，生成不溶的氯化银沉淀。

我们也运用艺术创作的手段来展现化学反应。以下的视频，是我们美丽科学团队朱文婷利用显微镜拍摄的反应过程。她毕业于清华大学美术学院，所以艺术家用化学反应进行创作是什么样子？

《沉淀III》

另外有“金属置换反应”。这里展示两个反应过程：金属锌在溶液中置换金属铅的反应和金属铜置换金属银的反应。

用金属锌来置换金属铅，它生成了铅树，像一片森林。

另外，用金属铜来置换金属银——银的生长。

还有一类叫化学花园的反应过程，是氯化钴与硅酸钠溶液反应，好似出现了一条龙。

\化学结构\

让我们把视角关注到更细微的尺度，来看看宏观现象背后的微妙结构。

这个分子的直径和长度只有两个纳米，一个纳米是十的负九次方米，极其微小。

但是化学家可以在这么小的尺度，做出来有空间拓扑结构的像波罗米安链环的分子。而在如此小的尺度上完成如此复杂的操作，是需要非常高超的技艺。

以及真的是用DNA自组装的方式组成的纳米飞船。科学家通过自组装的方式，将208根或者208类DNA单链混合到溶液中，这样的纳米飞船就会自动形成，这真的是非常神奇。

DNA是大自然给我们的一个分子，我们正在向自然学习。

\化学仪器\

化学美的另一面是科学史。我们用电脑图像的方式复原了很多非常经典的仪器。例如博伊尔的真空泵。

博伊尔凭借此仪器观察到燃烧在真空中不能进行。

还有拉瓦锡用来确定氧气在空气中比例的一套装置。

它将水银在密闭的环境中加热12天之后，其表面会形成很多红色的颗粒，就是氧化汞，空气也会减少一部分。

他的实验非常严谨，最后把氧化汞取出来再加热。如果把产生的气体放回到之前的气体中，会使整个原始的空气结构恢复。所以再次证明氧气是空气中的一部分，氧是一种元素。

化学美的接续发展

我们的项目得到很多国内外媒体的关注，有几个评价我觉得很棒。

我们很欣慰得到这些同行的评价，另外最让我们欣慰的评价是一位网友说：“如果中学看到‘美丽化学’的话，我的化学可能就不这么糟糕了。”

不仅如此，一位家长看到我们复原化学仪器的作品后，给我们无偿捐赠了十万人民币，让我们继续做“美丽化学”项目。这都让我们非常感动。

“美丽化学”项目也影响了很多人。以下两张图出自一个就读于北京国际高中的高二女孩，英文名字叫朱莉。

左图是钴，青花瓷的蓝色主要是来自含钴的矿物

她看到我们的作品后，知道原来可以有这样一个职业，把她喜欢的艺术和化学结合到一起，她将来也想从事这样的职业。她现在拥有一个叫做“Alchemy”炼金术的网站，给每一个化学元素画插画。

化学之“小美”，科学之“大美”

希望大家看完以上图片后能感受到化学是一个很美丽的学科——化学反应本身是很美丽的！而从化学之美引到科学之美，从“小美”到“大美”，除了化学，科学下的很多其他学科也一样。

所以我觉得科学的力量——对于认知层面，增加我们对美的感受。很多从科研论文里面拿出的图像，比如这个是酵母菌的剪接体（这是清华大学施一公团队检测出来的一个蛋白质的剪接体）是由蛋白质和RNA组成的非常精密的剪接体。

当你理解了更多的生命科学的知识之后，你会发现、你会欣赏，原本看一个结构可能不是很美，但是后来你会觉得这其实是非常精美的。

对于化学家，他经过深入学习，会感知这样一个锁在一起的纳米级分子——索烃的美丽。这是非常不容易合成的一个分子。

对于物理学家，他会觉得牛顿的万有引力定律非常漂亮。这么简单的一个方程就直接告诉我们“所有的天体是怎么运转的？”，包括在另外一个极端，在原子、分子层面上，薛定谔方程能够给我们关于微观现象的任何解答。

所以我觉得科学美有三个层面：

第一个层面——科学本身就是美丽的。比如化学反应。

第二个层面——科学会增加我们对世界的认识，让我们从崭新的视角来看世界、来欣赏这个世界。

最后一个层面——其实就是很多的物理学家在做的，像爱因斯坦、像杨振宁、像李政道这样的物理学家——在经过多年的研究，发现深层次的自然运作规律是很美的。我觉得是终极的一种美丽。

“美丽化学”已是2016年的一个作品，我们收获了很多的感动，也想继续来做这件事情，所以后来成立了新知数媒公司，建立了“美丽科学”的品牌。

我们想把事情更扩大一些，不局限于化学。这就是“美丽科学”的诞生，我们想把科学的美丽、神奇带给公众。让更多的人被科学的美痴迷、打动，甚至改变他们的人生计划。

这个标志是什么意思呢？它来自于地球和金星的连线终点，绕太阳运动轨迹的其中一部分。如果仔细看的话，就是我们这朵花的来源。它既代表了生命科学，又代表了自然科学。

从“美丽化学”到了“美丽科学”，我们现在组建了一个非常优秀的跨界团队来做优秀的内容。这不再是我一个人可以做的，是一个非常优秀的团队来做的事情。希望美丽科学——一个针对于孩子们的科学教育品牌，会成为一个非常优秀的科学传播的品牌，让更多的孩子发现化学之美、科学之美！谢谢大家。

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“格致论道”，原称“SELF格致论道”，是中国科学院全力推出的科学文化讲坛，由中国科学院计算机网络信息中心和中国科学院科学传播局联合主办，中国科普博览承办。致力于非凡思想的跨界传播，旨在以“格物致知”的精神探讨科技、教育、生活、未来的发展。获取更多信息。本文出品自“格致论道讲坛”公众号（SELFtalks），转载请注明公众号出处，未经授权不得转载。

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