抖音上有这样一位自带放大镜的“科学家”。
“这是一滴河水,肉眼看不出什么波澜,但仅仅放大 40 倍之后,这里就有奇迹,是微观世界里的动物园。”赵铁夫在他的科普视频里这样说道。
用显微镜放大物体表面并不难,但眼前这些画面却精美得像“5A 级景区”,这就有难度了。两年来,赵铁夫一步步倒腾,买零件组装显微镜,不断改进照明方式……让这些观测画面从平面,变得有浮雕感、立体感,甚至像是在太空里、大海里拍的。
眼虫像在做瑜伽,棍形藻属像舞蹈博主,穿着玻璃外壳的硅藻像一艘船……他像个热情的导游,介绍着这些微生物,甚至书写以其为主角的“虫生”。
他说,观测考验耐心,也很考验内存。为了拍到旋口虫完整的分裂过程,他就盯了接近 40 分钟,素材量自然也可想而知。
这些在科学框架里做的艺术短视频,在抖音有几百万的播放,《一滴水里的动物园》还被央视网《一帧一中国》栏目转载。
当然,观众留言也纷至沓来,“这是我第一次看虫片”“仿佛被带回了初中的生物实验课,那时离应试教育还很远”……也有人半开玩笑:“谢谢,以后一定喝开水。”但即便是让人讨厌的线虫,有人也说“坚持看完”。
赵铁夫对显微技术的研究,也被香港城市大学一个课题组注意到了。这个专研微纳机器人、表界面科学的小组,给他寄去零件,让他负责重新组装一台适合研究拍摄的显微镜。
赵铁夫也会收到“恶评”,留言者质疑这些高度专业化的内容不大可能是一人所作。更让人们意外的是,他此前并没有系统学习过相关领域知识,在做科普博主之前,他是一名英语老师,还自称“应试教育的失败者”。
他还在视频里提起十七世纪著名业余科学家——列文虎克。“你看他头 40 年的人生,开过布匹店,磨过镜片,没受过高等教育,不会当时的学术语言拉丁语,画画水平差。类似于现在不会英语,PPT 做得不好,现在正在做保安,可人生就是这么神奇。”这个半路杀出来的角色,意外造出了能够放大两百多倍的显微镜,成为经常和罗伯特·胡克这位正经科学家放在一起的先驱。
列文虎克丨Wikipedia
“列文虎克是一个地下科学家,他放飞自我,想看啥就看啥,牙垢、粪便、脏水等等,都好奇。”赵铁夫也自称“地下科学家”,“不是说进了研究院了才是在做科研。我认为科研是你带着质疑精神,带着问题,去不断拓展人类的知识边界。”
在采访前我问:“怎么称呼您?”他回答:“您好,叫我科学家就行。”
以下是赵铁夫的自述。
01
在科学框架里,完成艺术
就目前,我还没看到太多和我类似的博主。
我做的科普节目,是全原创,包括拍摄、文案、解说、音乐、制作等。我视频里有很多知识并非直接照搬课本、论文,都是经过自己探索后再呈现。
我认为,这些拍到的画面是目前最好的一种呈现,至少是崭新的一种呈现。
我把我的作品类型定位为“科学艺术”,艺术只管美和有想象力,但科学艺术不行,它得在科学框架里去做,不能乱发挥,但它同时要美。
收集样本,培养草履虫丨受访者提供
为达到我期待的拍摄效果,我买来显微镜零件,一直在改装,同时不断改进照明方式。
我前前后后买过几百个灯丨受访者提供
这是普通显微镜效果,画面非常平:
我希望画面可以有浮雕感,更立体,但一台拥有微分干涉(DIC)效果的显微镜非常昂贵,我买不起,干脆自己 DIY。
就像你想拍一个美丽的风景,光照至关重要。在显影摄微这里也一样,照明极其关键。后来我又做了暗场效果,被摄主体是闪光突出的,像灿烂星河:
暗场并不难做,原理并不复杂。我打个比方,比如我想在一个漆黑房间里拍一个人,那我只要从侧面向他打光,那最终拍出来的画面,背景便是黑的,而人就是亮的。但要做到背景足够黑,让画面的对比度更高,就是需要我这个“灯光师”不断调整了。
有天我突发奇想,想还原出微生物活动在水里的感觉,最后也做出来了:
并不是把载玻片上的水染成蓝色就可以,色剂会干扰微生物,我用的是蓝光照明,同时不断调整光照角度,调优光的组合,达到我满意的效果。我甚至还能让水流动起来,这样看起来就更有在大海里漂游的感觉了。
下面是我最早所拍的草履虫画面,灰突突的,像在墙上:
对比下图,你可以看出,前后两种画面质感的区别非常明显。
我这两年对显影摄微的研究,也让一些专业人士看到了。
比如,我刚收到香港城市大学寄来的显微镜零件。他们的一个课题组希望和我合作,让我尝试改装显微镜,用于微纳机器人、表界面科学相关领域的研究。当我拆开包裹,激动坏了,课题组寄来的镜头比我之前用的光学显微镜,在参数上可要高得多,镜头也没有什么磨损。
也陆续会有高校的老师联系到我,问我是用什么样的设备拍出的视频。我说我是自己组装的,对方很惊讶,说他们就拍不出来那种效果。有次,我问他们用的是什么设备,最后得知对方用的是非常昂贵的蔡司显微镜。
在这 400 年中,显微镜的每一次技术革新让科学界受益无穷,从普通光学显微镜,再到电子显微技术,最后到超分辨荧光显微技术……我也希望,在满足对微生物的“窥探欲”之余,自己的“瞎捣鼓”有可能给生命科学、材料科学领域带来一点改变。
02
为何做科普?因为热爱,也因为恐惧
之所以现在会往“科学艺术”方向去研究、创作,是因为对于一个业余研究者来说,在显微镜技术上的“硬创新”肯定还需要投入大量时间、精力,但我目前,可以做些“软创新”。
那天,我看着青岛的海,突然有了灵感。同一片海,在阴天是灰蒙蒙的,一点不漂亮,但到了晴天,光照充足、绚丽,如果还有几朵云浮在上空,景色一下子不一样了。
于是,我觉得可以先从显微照明上深究,包括光路设计。
我探访过高校和科研院所里的实验室,发现如果对现有显微照明加以改进,效果会更美。算下来,我前前后后买过几百个灯,尝试了无数次。
拍同一个生物,也不是用一盏灯就能搞定的。这盏灯可能只能照亮被摄主体的某个局部,我为了让整体都美观,就要不断换灯,调整灯的组合,让它的每个局部都被照亮。
在做微生物的“灯光师”之前,大概七八年前,我还是一名英语老师,制作的英语学习教程也卖得很好。但是这么多年来,我一直放不下年少时的梦想,所以在 2021 年的时候,我就转行当了科普达人。
我从小就梦想着当科学家,但因为高考失利未能去到顶尖高校,也因此走不上常规的科研之路。我大学读的是英语教育专业,读不到一年我就跑了,学历也不要了,只身一人跑去北京,跑清华、北大旁听,开始了“自我教育”。
图源:Unsplash
我常常说,在应试教育上,我是个失败者,没有好好考上好大学,中小学也不满传统教学方式,不听话,但我不认为我是一个学习上的失败者。
最早期,我对神经生物学和心理学非常好奇,便开始研读。这些专业知识自带高墙,我基础不扎实,读不太明白,但这些过程都在完善我自己的学习方法论。
在面对从没系统性学习过的生物学面前,我觉得得做好这四方面:时间管理、信息管理、学习方法和学习动力。这些对学习者来说,都是老生常谈。
我想展开说说其中的“信息管理”。拿时下最火的 AI 来举例,如果我们想要 AI 变得聪明,那就得给它足够的数据,且还要是优质的数据。现在有太多伪知识,我们需要甄别,并屏蔽。
说到 AI,2016 年,Google 旗下的 AlphaGo,以 4:1 的总比分,击败围棋世界冠军李世石,成了第一个战胜围棋世界冠军的 AI。在那时,我就有危机感了。当时我了解的更多的是语言和文科知识,对理工类了解甚少。我觉得,我们行业早晚会被“降维打击”。
老实说,我当科普达人,是因为热爱,也因为恐惧。我害怕在未来不再被需要,害怕被时代淘汰。
当专职做科普和业余科研时,我觉得自己又回到了早年非常专注的“自我教育”状态:在好奇心的促使之下,不知不觉就把知识学了。我开始对着显微镜,观察蜗牛爬行时呈波纹状蠕动的肌肉,观察青岛西海岸新区的一滴水,以及栖身其中的无数只原生动物。
眼虫像在做瑜伽,草履虫会想方设法越狱,细长条线虫在线“摇人”,要跟抢夺它食物的草履虫干架……我有时觉得,它们没脑子,但有故事!
这一看就是大半天,所以当有人不信这些视频是我单独完成时,我想说的是,当你沉浸其中时,并不会觉得这是一份工作,我就是一边玩一边探索,像个上小学一二年级的大小孩那样玩。
不知不觉中,你就已经完成了学习。所以我也说,人们讨厌的不是学习,而是某些学习方式。
03
生物有个套路,就是不按套路
我拍的视频传出去后,收到了一些让我触动的留言,比如有些同学说他因此不再讨厌上生物课,这是我至今最值得炫耀的成绩。
也有人说自己高考失利没能去读生物 A 类大学,生物会一直是他的遗憾。我不敢鼓励所有人都去追逐梦想,但在有天能够有尊严地生存下去的时候,希望大家不要忘记梦想和热爱。
我曾经放下过,但从没有放弃过。现在就是在重新捡起年少时的梦想。现在借由抖音,这些视频让学生朋友燃起对生物的热情,哪怕只是让他们不再讨厌,知道学习另有让人愉悦的方式,我都觉得有成就感。
抖音评论区还有人晒出观后笔记
我下一阶段的目标是做出更立体、更清晰的显微纪录片。在和这些微生物打交道时,我觉得生物其实有个套路,就是不按套路。我觉得人也应该如此。
记得当时我拍草履虫,发觉它们跑得太快了,根本拍不到。教科书上的做法是在载玻片上撒点棉花纤维,再盖上盖玻片,以此来固定草履虫,但对用量很精细,放大后也不美观。我突发奇想,用丝状藻类代替棉花,发现对于我的拍摄来说,这些藻类也能束缚住草履虫,还会在蓝光下闪闪发亮!
我的科学工作并不规范,但探索之路没有标准答案。
就像我还不太了解微纳机器人、表界面科学这些专业领域,但没准我这种门外汉也能用别的解法一点点突破呢?
我们时代已经变了,早先不需要人们死记硬背,现在更不需要。我们有互联网,有 AI,我们不需要一个个人肉数据库。我们需要的是人类的创造力。
这种创造力来自何处呢?质疑精神和叛逆行为,就是一个非常重要的推动力。
科学不是一个真理,是一个有效模型。我们对微生物的了解还是冰山一角,可探索的空间可太多了。
我经常说起这段历史:1665 年,一本讲述微观世界的畅销书《显微图谱》出版,作者是罗伯特·胡克。这位正统科学家用复式显微镜放大观看了昆虫、雪花和薄木片,发现了细胞(准确来说是死去的植物细胞壁),并将其命名为“cell”,被沿用至今。人们提起胡克,也会提到列文虎克。他 40 岁才开始科研,但这位地下科学家发现了细菌等等。
人生就是会有很多意外!活着不易,愿能把生命留给热爱。追梦不晚,因为还有余生。
受访者:赵铁夫
作者:malt
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