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斯坦福大学珍藏的地理绘图首次出版,不仅让孩子直观地学习科学研究方法,还能提升艺术审美 |科学图书馆

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科学图书馆


杨振宁:为什么孩子要兼顾科学与艺术的培养

在我们今天的教育体系中,我们把知识划分为不同的门类,而且学科分得也很细,学科之间彼此分割。我们有文科、理科之别,科学与艺术也被认为是泾渭分明,但它们其实是一体的两面。杨振宁教授在中国美术馆的一次讲座中指出,科学与艺术并非对立,它们统一于对美的发现和表达上。


美国旧金山博物馆的镇馆之宝,中国商朝小犀牛青铜器,体现了直觉的“形似美”

他认为科学追求的是认识世界、理解造化,并从认识中窥见大美。科学中的美是“无我”之美,是客观的,不以人的意志为转移的。而艺术是人类感受到美,并通过各种介质把它表达出来,是“有我”之美。事实上人类对艺术的了解远远早于对科学的了解。人类对美的感知,或是通过不用意识推理的感性认识,也叫直觉、天赋,表达“形似美”,它是以已经获得的知识和累积的经验为依据,或是通过逻辑和数据分析等科学研究方法,它是理性、抽象的,表达“神似美”。


收藏于美国佛利尔博物馆的中国商代青铜觚(gū),它采用几何学的双曲线造型,表达的是抽象的“神似美”

科学与艺术本是统一的整体,只是我们人为地定义了科学和艺术的分界线。杨振宁教授强调要兼顾科学与艺术的培养。当下科技的重要性愈发明显,随着人们生活水平的提高,对美也有了更高的要求。对整个社会来说,科技是内驱动力,艺术是外在表达。科学与艺术素养越来越成为现代生活不可或缺的必备条件,也是个体竞争优势的重要体现。

今天,我们推荐一部将科学与艺术完美融合的作品《斯坦福大学奇幻地理:科学、艺术与想象》。它精选了由斯坦福大学珍藏的具有代表性的180幅地理绘图。这些绘图创作于现代地理启蒙时期的19世纪。当时普通大众对世界地理所知极少,探索家们刚刚抵达各个大陆,对主要地理特征进行了还不太准确的测量。无论是普通大众,还是科学家都极其渴望了解这些高山大河。于是,汇编了各类地理奇观的比较地理绘图应运而生,并风靡一时。

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在大数据时代的今天,数据可视化既形象又直观,是大势所趋,读懂信息图成为每个人必备的能力,无论是在商业企业还是公共管理机构都应用极广,全国多所高等院校也开设了相关专业。


亚历山大·冯·洪堡、艾梅·邦普兰《赤道地区植物地理学:安第斯山脉及相邻国家物理图》

(1805年)

事实上,数据可视化这种形式早在19世纪就曾风靡一时。极具代表性的山高图、河流图等比较地理绘图虽然不像当今的GPS地图一样写实,也没有完全统一比例尺,但处处充满艺术的气息,让人们在享受视觉盛宴的同时获取了大量地理知识,打开了认识世界的全新模式。


约翰·汤姆森《苏格兰主要河流长度的比较视图》(1832年)

1.

近代地理学开山之作

视觉艺术的历史先驱

早在文艺复兴时期,就出现了少量对山体的描述,限于文字和数据,并不能直观地展现山脉。18世纪,人类到达了地球大部分陆地和海洋,但细节仍不清楚。大众渴望认识这个新奇的世界。19世纪,近代地理学逐渐建立,全球各地的探险家陆续展开了积极的探索,通过多种方式,测得了山峰和瀑布的高度、河流的长度、湖泊或岛屿的面积等地理数据,并将这些数据辅以对未知之地的想象,绘制出一幅幅极具视觉享受的比较图,开启了信息可视化的历史典范。


本书包含180幅颇具代表性的比较地理绘图,汇聚洪堡、李特尔、歌德等地理学巨匠的传世之作,展示了科学制图和探索的历程,也带我们一览地理学的概貌。

从世界上最高的山峰,到世界上最长的河流,再到岛屿、湖泊、瀑布和人造建筑,多种元素集中呈现,重新排列,展示了一个充满艺术和想象力的世界,具有极高的艺术价值。这些版画来自斯坦福大学大卫·拉姆齐地图研究中心。它是美国西海岸最大的地图收藏机构,拥有超过15万件珍贵的藏品。


2.

创新的绘图方式

源于现实又高于现实

众所周知,亚洲的喜马拉雅山脉和美洲的安第斯山脉相距遥远。在我们熟悉的画作中,这两座山脉从来没有在同一个画面中出现过。比较地理绘图却将它们画在了一起,不止如此,在这种绘图中,欧洲和美洲的山峦还可以肩并肩排列。这让我们得以在同一张图上,可以总览不同地域的山体,以整体的眼光来看世界。


约翰·沃尔夫冈·冯·歌德《新旧世界高度图》(1807年)

山高图是地球上最高的那些山峰(包括火山)的概貌图,它将山峰集中呈现并重新排列,创造出一种虚拟的风景。在绘制山高图时,绘图者很少会考虑写实的需求,而是会追求一种艺术效果的表现。


路易斯·布吕吉埃尔《世界上主要山脉的形状和高度比较图,献给男爵亚历山大·冯·洪堡先生》(1850 年)

现实中的山峦嶙峋且形态各异,绘图者通常不会将它的形态完全还原,而是选用具有美感的线条,对山体轮廓加以修饰。同一座山在不同的山高图中位置也不尽相同,绘图者会根据各自的划分方式,将各大山脉重新排列。


查尔斯·史密斯《世界主要河流长度的比较视图》(1817年)

河流图虽然比山高图少见,但也有着独具新意的创作。上面这幅图为第一幅河流比较图,也是拉直河流这种奇妙的表现方式第一次出现在版画上,因为只有这样才能把它们放进小小一页纸的空间。


詹姆斯·怀尔德,约翰·汤姆森《世界主要河流长度对比图》(1824年)

有的河流图也会采用统计学的风格,用直线来表示河流。


有用知识传播协会《标明流向、国家和相对长度的主要河流图》(1834年)

在众多的河流图中,仅有一幅图没有采取拉直河流并将其并排排列的方式。在上面这幅图中,河流呈圆形排列,汇聚流向在构图中心的内海。虽然采用这种构图便于更忠实地描绘各条河的流经路线,但也产生了几组相当奇妙的毗邻关系:拉普拉塔河旁边就是幼发拉底河,伏尔加河则成了波托马克河的邻居。


查尔斯·史密斯父子《世界主要瀑布比较图》(1836年)

这种汇集并比较信息的狂热也激发了对最高瀑布、主要湖泊和最大岛屿的汇编工作,后来,更是出现了一种奇特的版本:世界主要人造建筑物图。人们也开始将这些来自世界各地的特色建筑放在一起来比较高度。


詹姆斯·雷诺兹《世界主要建筑比较视图》(1850—1851年)

3.

丰富的色盘与精巧的空间布局

带来极致的视觉感受

绘图者以肖像画或风景画的构图来加工山高图,通过对色彩、明暗的运用,以及空间布局的调整,加强纵深感,在二维平面上呈现出了三维的立体世界。


克里斯蒂安·冯·梅歇尔《瑞士中部最高地区远景图》(1786年)


约翰·汤姆森《苏格兰主要山脉高度的比较视图,以格兰扁山脉为典型代表》(1832年)


马里亚诺·费利佩·帕兹·索尔丹《秘鲁海拔高度比较概况图》(1865年)

4.

创新的地理信息表达方式

地形、植被等一目了然

比较地理绘图巧妙地将科学信息融入了艺术创作之中。以山高图为例,绘图者会将山脉名称、海拔高度等信息标注在相应位置,一些山高图也会标明植被垂直分布线、雪线和冰川。人造建筑、热气球、人物形象等元素有时也会出现在图中。我们可以在这样一幅图中获得大量的信息。


阿尔文·J.约翰逊《约翰逊的非洲、亚洲、欧洲、南北美洲山峰相对高度和河流长度图表》

(1874年)


布拉,丰塔纳《地球主要山脉、河流和瀑布比较图》

(约1826年)

在下面这幅图中,我们不止可以根据等温线的分布掌握各地的气候差异,还能在下方比较世界各大山峰的高度。


海因里希·伯格豪斯《北半球等温曲线图》(1845年)

5.

直击历史现场

启迪探索精神

《斯坦福大学奇幻地理:科学、艺术与想象》也记录了人类对世界逐步探索的历程。


弗里德里希·格奥尔格·魏奇《亚历山大·冯·洪堡和艾梅·邦普兰在钦博拉索火山山脚下》(1810 年)

珠穆朗玛峰作为世界最高峰的确立,经历了一个漫长的过程。在它被发现之前,钦博拉索山曾一度被认为是世界上最高的山峰。亚历山大·冯·洪堡和艾梅·邦普兰二人共同探索钦博拉索山,留下了大量数据。很多学者在绘制比较图时,都使用了他们的数据。直到1852年,孟加拉国地形学家拉达纳斯·西格达将珠穆朗玛峰确定为世界最高峰,这座山峰才被加入山高图中。


詹姆斯·雷诺兹《群山图》

左图创作于1848—1850年,右图则创作于1852年之后。我们可以明显看出,右图新增两座山峰:乞力马扎罗山(于1848 年发现)和珠穆朗玛峰,其中珠穆朗玛峰没有附上数据,它高到溢出框架,几乎触及页面边缘。

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