套路:天文图片是如何美化的?

出品:科学大院

我们先来做一个小测试,请看下面这张图:

套路:天文图片是如何美化的?

图片与以下说明文字来源:Smith, L.F. & et al. 2017

再请看三段说明文字:

说明A:仙后座A是我们银河系中一个年轻的超新星遗迹,被认为是300多年前一颗大质量恒星爆炸后的残余物。在这颗超新星爆炸期间,物质喷入周围气体和尘埃的速度约为每小时1600万千米。正如这张由美国国家航空航天局“钱德拉”X射线天文台提供的照片所示,这种冲撞将碎片场极大地加热到数百万度,使之在X射线波段明亮地闪耀。

说明B:爆炸的恒星与蜜蜂有哪些相像之处吗?一定体积的恒星在燃料耗尽时,会向内部塌缩并爆炸。这种事件被称为“超新星”,它会把恒星的残余物(包括如氧、铁、硫等多种元素)抛向太空。这些重要的元素在这个过程中被释放出去,最终会形成新一代的恒星与行星。就像蜜蜂在花间飞来飞去传播花粉,超新星把组成宇宙的关键要素像种子一样播撒到太空中。

说明C:一定体积的恒星在燃料耗尽时,会向内部塌缩并爆炸。这种事件被称为“超新星”,它会把恒星的残余物(包括如氧、铁、硫等多种元素)抛向太空。事实上,就科学家们所知,这些对于生命至关重要的元素只有一个诞生地,那就是恒星的核熔炉。换句话说,我们呼吸的氧、血液中的铁、骨骼中的钙,最初都产生于遥远的恒星之中,然后通过超新星,散布到我们恒星与行星的祖先上。

现在请回答,这张图,

“你认为多大程度上准确呈现了天体实际的样子?

这三段说明,哪段最让你心潮澎湃,或者心头一颤?哪段让你更好地理解这张图?哪段让你更好地欣赏这张图?哪段最让你想更多地学习这张图背后的天文知识?”

等等!你大概会反问:为什么要考虑这些貌似没啥干货的问题?这和天文学有关系吗?

当然有的。

因为天文学家要“撩”你。

套路:天文图片是如何美化的?

在美国国家航空航天局,有一票天文学家和图片处理专家,常年殚精竭虑,给天文图片“美肤磨皮染腮红”,做美图秀秀,就为了撩你。

在哈佛大学,一个名叫“美学与天文学(aesthetics & astronomy)”的机构下,有一票天体物理学家、心理学家、美学家,甚至博物馆学家,经常设计问卷、分析统计,给天文图片配上魅惑文字,琢磨怎样最高效、最精准地把你“撩”到手。

“撩”你,也“撩”亿万个不同性别、年龄、教育背景的你。

这不只是从纳税人兜里圈科研经费那么简单,有人甚至说,这是现代天文学大厦的一块基石呢。

天文图片和美图秀秀:知识也需旷世美颜

你人生第一次被宇宙“撩”到,是不是年少时看哈勃望远镜拍摄的“创生之柱”或“上帝之眼”时那一地鸡皮疙瘩?

套路:天文图片是如何美化的?

图 哈勃望远镜拍摄的老鹰星云中的“创生之柱”。

随着知识渐长,你也许对那些恢弘绚烂的天文图片有过幻灭感——原来它们大都染过色!

这种故意导致中二少年自燃的做法,和无良摄影师给雨林树蛙拗造型做摆拍有什么区别?

当然有区别。

首先,染色之类处理,并没像网红那样甘当变形金刚,P出锥子脸和两米腿。

其次,染色遵循严格流程,富含科学信息,且官方图片下一般都有注明。

我们知道,来自天体的电磁波谱可分为红外、紫外、X射线、伽玛射线等波段。只有很窄的一个波段是可见光,被人类感知为各种颜色,而大量的天文学数据(如天体的化学构成)却恰恰包含在那些不可见的信号里。

比起常见但易生误解的 “真色(true color)”、“假色(false color)”、“伪色(pseudo color)”,图片处理专家更愿使用的术语是“自然色(natural color)”、“代表色(representative color)”和“增强色(enhanced color)”。

自然色类似真色,是如果可以较近距离观察天体,人类会看到的颜色。

代表色类似假色,是为了体现来自天体的不可见的电磁波而人为分配的颜色。

增强色类似伪色,是为了突显天体在可见光波段的某些结构细节而人为分配的颜色。

套路:天文图片是如何美化的?

图:为哈勃望远镜拍摄的“创生之柱”的黑白照片染上增强色:双电离氧发出绿光,氢原子和硫离子都发出红光,为了区分,给氢原子的光配绿色,给硫离子的光配红色,给双电离氧的光配蓝色,最终合成。

或者,我们不妨把染色理解为数据的某种可视化呈现。

在年终总结PPT中,我们经常把数字化的工作业绩做成各种饼状图阶梯图,再配上醒目的颜色,为什么?还不是为了“撩”领导,以便升职加薪?

天文学家也深谙这一技巧。

既然我们已经慵懒到对事实“无图无真相”、对文字“先mark后不看”,他们必须要让不可见成为可见,让可见的别具美感,好让科学成果迅速精准地“撩”到我们的心。

这一番苦劳,目标可比升职加薪远大得多呢。

最后,千万别低估了人民群众的水平。

“美学与天文学”团队对不同性别、年龄、教育水平的民众所做研究表明:

关于“天文图片经过染色处理”这件事,有80%的人知道,15%怀疑过,只有5%不知情。

而大家的大致态度是,1151个人(60%)认为“天文图片染色后看起来更好”,只有4个人认为“天文图片全是蒙人的(P出来的)!”。

有趣的是,在“图片是否呈现了天体实际的样子”这个问题上,答“是”的女性显著多于男性。

回看一下你自己的回答,能不能得出“妹子还是比汉子好撩一点”呢?

天文学和博物馆学:步步心机的文字陷阱

天文学和博物馆学有什么关系?

这可以从博物馆学和认知行为科学的关系说起。

一场好的美术展就像一本小说,不是知识的枯燥罗列,而是跌宕起伏,渐渐引你入坑,这要归功于博物馆学家的精心设计。优秀的小说家深谙怎样遣词造句会对读者产生哪些效果,博物馆学家也会研究美术品下方不同的说明文字会对公众的理解和欣赏造成什么影响。

这一切,都与认知行为科学有关。

现在,天文学家要借助这些成果,来“撩”你了。

“美学与天文学”团队参考博物馆标牌,把伴随天文图片的说明文字分成三大类:

标准型说明:如上文的说明A,是最平实、客观、中性的科学说明。

提问/比喻型说明:如上文的说明B,开头提问题(爆炸的恒星与蜜蜂哪里相像?),中间用比喻(蜜蜂传播花粉)。

切身相关型说明:如上文的说明C,它包含一个点,能把图片中的天文知识与观众切身的日常生活巧妙联系起来(我们呼吸、血液、骨骼中的元素,全部来自恒星)。

还记得之前哪种说明最“撩”你吗?

根据博物馆学和一般的物理科普规律,“提问/比喻型说明”能让观众通过直观的比喻把握抽象的物理知识,应该最有吸引力。

然而,“美学与天文学”团队为被试提供了四张图,每张各配了三种说明。

套路:天文图片是如何美化的?

实验使用的另外三张图:上:太阳耀斑;下左:人马座A*黑洞;下右:风车星系。说明文字包括如:提问/比喻型:“黑洞像不像巨型宇宙吸尘器”;切身相关型:“太阳耀斑会影响GPS和手机”等。图片来源:Smith, L.F. & et al. 2017

经过复杂的答卷流程和统计分析,得出结果为:

让观众更好地欣赏图片:标准型 > 切身相关型 > 提问/隐喻型。

让观众想更多地学习图片背后的天文知识:切身相关型 > 标准型> 提问/隐喻型。

和你的答案一样吗?

虽然为何与美术展规律相悖的问题还需深究,但若把第三个指标算作最“撩”人的话,倒也不出所料吧?

据说看超新星爆炸那张图,很多人心里都是“wow”,读到说明C时,已经是“WOW”了。难怪“我们都来自星尘”之类的冷浪漫如此流行。

以后再做天文科普展,文字编辑应有捷径可循。

从“粗放科普”到“精准科普”

其实,对于天文图片的美化,史上久有争议,对于说明文字的研究,也才方兴未艾。科学传播的历史,就是在专业科学伦理与公众审美趣味间力求平衡的进程。

普及怎么做科学的,叫科普;普及怎么做科普的,叫科普普。乘着“精准扶贫”的东风,科普普工作者也要研究怎样“精准科普”。

“ 精准地“撩”,不仅能“撩”来钱、“撩”来人、“撩”来一代代的科学精神,有人甚至说,近百年来,美国学界把太空呈现得像淘金潮时期的西部一样丰饶诱人,现在又要把说明文字写得仿佛宇宙就坐在每家人的沙发上,真是深有意识形态野心呢!”

参考文献

1. Smith, L.F., Arcand, K.K., Smith, B.K., Smith, R.K., Bookbinder, J., Smith, J.K., “Black Holes and Vacuum Cleaners: Using Metaphor, Relevance, and Inquiry in Labels for Space Images”, arXiv:1703.02927, 2017.

2. Smith, L.F., Smith, J.K., Arcand, K.K., Smith, R.K, Bookbinder, J., “Aesthetics and Astronomy: How Labels Affect Understanding and Appreciating Deep Space Images”, Curator, 2014.

3. Smith, L.F., Arcand, K. K., Smith, J. K., Smith, R. K., Bookbinder, J. “Is That Real? Understanding Astronomical Images”, Journal of Media and Communication Studies, 2015.

Smith, L.F., Arcand K.K., Smith, J.K., Smith, R.K, Bookbinder, J., Watzke, M. “Examining Perceptions of Astronomy Images Across Mobile Platforms”, JCOM Science Communication Journal, 2014.

4. Arcand, K.K., Watzke, M., Smith, L.F., Smith, J.K. “Surveying Aesthetics & Astronomy: A Project Exploring the Public’s Perception of Astronomy Images and the Science Within”, Communicating Astronomy with the Public, 2010.

5. Smith, L.F., Smith, J.K, Arcand K.K., Smith, R.K, Bookbinder, J., Keach, K. “Aesthetics and Astronomy: Studying the Public’s Perception and Understanding of Imagery From Space”, Science Communication, 2010.

6. 李无言,“浅议博物馆叙事型展览说明文字的编写”,《博物馆研究》,2015。

7. 魏敏,“博物馆展览文字浅析——观众研究视野中的案例分析”,《东南文化》,2012。

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老彭,远东文化研究学者,远东网联合创始人,哈尔滨露西亚文化沙龙创始人。哈尔滨俄侨瓦莉娅的学生,大话哈尔滨后援团成员。微信:ALKXYF1963

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