放大镜、解剖针、镊子……啥？这是画家的笔袋？| 孙英宝
2022/12/27 13:00:00 未来光锥
2022年11月20日，“科普中国-我是科学家”第41期“自然之美：变化与永恒”演讲现场，中国科学院植物研究所植物科学绘画师孙英宝带来演讲：《大自然真实而永恒的记录——植物科学绘画》。
孙英宝演讲视频：
以下为孙英宝演讲实录：
大家好，我是孙英宝，一名植物科学绘画师。今天与大家分享的是我的从事了20多年的工作——植物科学绘画，大自然真实而永恒的记录。
什么是科学绘画？
那么说起科学绘画，大家会比较好奇：科学绘画师和一般的绘画师有什么区别呢？先给大家看几幅我绘制的画。
左：胜峰工蕨(工蕨科)；中、右：湖北灯笼蕨(灯笼蕨属) | 孙英宝供图
这是植物科学绘画的墨线图，画的是蕨类植物化石的复原图。左边是4亿年前的胜峰工蕨，右侧是3亿多年前的湖北灯笼蕨，中间画的是它整个植株，右边是它植株上的一个孢子叶的放大。古生物化石对于古生物学的研究非常重要，可以了解现代植物从古到今的演化过程和路线。
我们再来看第二组画，也是墨线图，画的是现在的植物。
左：紫斑牡丹(芍药科)；中：泰兰(兰科)；右：直立霜泪花(鸭跖草科) | 孙英宝供图
第一幅是芍药科的，叫紫斑牡丹，我国的特有种。这幅图可以看到，紫斑牡丹嫁接在芍药根上的生长状态。中间这幅图是兰科的一个新种，叫泰兰。画面中，我对泰兰的整个植株和局部生长器官进行了解剖和放大，请注意，科学绘画图上是有比例尺的，所以它还具有鉴定功能。第三幅图是鸭跖草科的直立霜泪花，因为植物太长了，所以整个植株是折叠后展现的，而且要把所有部位在同一个画面呈现 ，每个剖面也标注了比例尺。
再看看一组彩色图。第一个是菊科的，叫黄花蒿，大家应该很熟悉了，屠呦呦先生就是从黄花蒿里提取的青蒿素，用于治疗疟疾。第二个是木棉科的，叫榴莲，是一种热带的水果，又臭又香，很多人都特别喜欢吃。第三就是榆科的榆树，很多生活在北方的朋友，在每年的春季会吃到由榆树做成的各种美食。
左：黄花蒿(菊科)；中：榴莲(木棉科)；右：榆(榆科) | 孙英宝供图
下面也是一组彩色的图，第一个是兰科的大花杓兰，非常漂亮，但它的漂亮很有迷惑性，会欺骗昆虫，后面我也会讲到它如何欺骗昆虫。中间是芸香科的橘，它的皮是制作陈皮的主要原料。第三幅是茄科的甜椒，这种植物是一个美味的香料植物，在西餐中经常被使用。
左：大花杓兰(兰科)；中：橘(芸香科)；右：甜椒(茄科)| 孙英宝供图
看完了我画的，再看两组国外的科学绘画。这些是国外绘画师比较早期的博物图，大家会发现内容特别丰富，上面还标有数字，它的主要作用就是鉴定和标注，让大家认识和了解植物生长的特征。颜色方面都特别真实、特别丰富，而且对植物的整体和局部都进行了完美的展现。
左：罗汉松(罗汉松科)；中：长白松(松科)；右：欧洲冷杉(松科) | Fl. Deutschl. Vol. 1 t. 22,27,24
左：红石楠叶佛塔花(山龙眼科) ；中：金鱼草(玄参科)；右：南洋杉(南洋杉科)| 《The Bible of Flowers》P163 P60 P135
其实，科学绘画最早就是从博物绘画延伸出的一个分支，专门用于科学研究。
很多人经常会问我：科学绘画、国画和博物绘画，到底有什么区别？接下来，我就以几种裸子植物不同风格的画，给大家做个简单的区分。
下图中最左侧是一个科学绘画作品，是我绘画的油松，我把植物的主要生长器官，果实、球果、小孢子叶球、大孢子叶球等结构，都进行了科学、美丽的展现，并且标注了比例尺。中间是国画，对植物是纯艺术性的表现，它主要展现画面色彩的渲染效果。第三幅是博物绘画，主要是画单独的一个结构、一个部分，记录和展现了植物的外部形态和颜色，但是它缺少比例尺，所以还是缺失了科学鉴定的功能。
科学绘画与国画、博物绘画的区别：以裸子植物为例 | 左：孙英宝供图；中：金成哲绘画；右：《Alpenpfl.》vol. 2. t. 86
也就是说，科学绘画是科学艺术相结合的产物，它既具有严格的科学性，又具有较强的艺术性，不仅可以科学、客观、艺术、真实而完美地展现植物的外部形态和内部结构，还可以记录和表现植物，是认识植物的一种重要的手段。
科学绘画师的作画工具
科学绘画的绘画工具也很有特点。
首先，科学绘画师的绘画平台与其他的不一样。平常可能会看到画师可以竖着画，有画架，也可以挂在墙上画等等，但是科学绘画师还是要求画台四平八稳。为什么要四平八稳？因为在绘画过程中，会用到很多的器械，平整的桌面上可以放置立式解剖镜的设备、画纸等等，方便在绘画过程中，完成不同线条效果的绘画。科学绘画的线条很讲究技法，而这个技法主要是靠肘、腕去完成的，所以四平八稳的地方，画出来效果最好。
科学绘画的线条很讲究技法，而这个技法主要是靠肘、腕去完成的 | 孙英宝供图
另外一个，科学绘画的绘制工具也有点不同。下面我来揭秘一些科学绘画师的笔袋。
科学绘画家的笔袋里有啥？| 孙英宝供图
科学绘画的使用工具大概有两类：绘图工具和解剖工具。
绘图工具主要就是笔、尺子、橡皮这类。最早，我会用上图左侧这种蘸水笔，就是蘸钢笔水的笔，但是蘸水笔总是容易坏，还容易堵，所以后来为了使用的方便和快捷，我就改用针管笔了，节省了很多涮笔、擦笔尖的过程。无论是蘸水笔还是针管笔，都分不同粗细，用处也不同。一般最细的，主要画毛被这类特别细的线条，第二细的是画一般的线条，第三个用来画粗的线条。
解剖工具会涉及到刀片、手持放大镜、镊子、解剖针、解剖刀等等，这类工具一般画师很少用到。
科学绘画的用途
植物科学绘画现在是一个濒危学科了，但是其实它的功能是非常强大的。
首先，植物科学绘画可以辅助科学家的研究工作。当科学家的研究著作要发表时，植物科学绘画可以作为重要的补充说明资料。同时，植物科学绘画可以用于科普、传播植物的知识。而且，植物科学绘画在教学上也非常重要，对博物学、本草学、自然教育，尤其是对辅助植物分类学，起到了很重要的作用。那么最关键的，植物科学绘画可以真实而永恒地记录以及解读植物的形态。最后一个，我们可以看到，自然科学绘画是很美的，所以对孩子和成人都能起到一种美育的效果。
尤其是在辅助科学家工作这块，植物科学绘画的意义很大。中国的植物学方面研究，有几个大部头的著作，例如《中国植物志》《中国高等植物图鉴》，这两个著作获得了国家自然科学一等奖，对我们国家整个的植物学科的研究都很重要。还有一些地方书的植物书，辅助了我国的农业、林业、牧业、果蔬业、园林等等，只要跟植物相关的领域或者行业，这些书都起到了至关重要的作用。这些植物学的专著，会详细介绍植物名字、用途、产地等等重要的信息。除了文字信息，这些著作里最重要的就是科学绘画，可以把研究内容非常形象地展示出来。
对研究古植物的科学家来说，科学绘画尤其重要，因为它可以把平面的化石，进行立体而完美的展现，这个是相机做不到的。其实很多人都问过我一个问题，现在相机技术这么发达，为什么还要费劲地去绘制科学绘画呢？
结合下图，我给大家解释一下。以银杉举例，第一幅图是用仪器拍的银杉的照片，它可以把整个银杉的形态、颜色，包括后面的生境等等，非常快捷地记录下来，但是拍摄者大部分都不具备植物学知识，不了解银杉的生长结构和它有特色的地方。而右边的科学绘画，是经过科学绘画师头脑的认识、解剖、理解后，呈现出来的内容。在同一张纸面上，能呈现出非常丰富的内容，不仅能展现银杉的各个器官，还标注了比例尺，所以具有鉴定功能，相当于给植物量身定做了一个身份证。
科学绘画与摄影的区别：以银杉(松科)为例 | 左：徐克学摄影；右：孙英宝供图
科学绘画背后的科学故事
我刚从事植物科学绘画的时候，也觉得挺无聊的，植物毕竟跟动物不一样，也不会蹦也不会跳的，你没法跟它交流，但是后来，通过长期地跟科学家打交道，对植物有了更深的了解后，我发现——打开了一个完全不一样的世界。
首先要意识到的一点是：植物也是生命，而且很有自己的生存智慧。
作为植物科学绘画师，我经常会画到植物的花，花的颜色、形状、香味非常多样，但我只是观察到花的形态，跟科学家交流之后，才理解它们为什么长这样。植物的花的形态，跟很多动物尤其是昆虫，有非常直接的关系，它们之间是一种协同进化的关系。
例如，下图中唇形科的短柄野芝麻，它的花在开的时候像张开了的口一样，底下还会有突出来的一小块，是给昆虫的一个落脚点。有种熊蜂很喜欢这种花，落在花上后，就会去吸食花蜜，但是在它吸食花蜜时，后背就会粘上很多雄蕊的花粉，等它飞到另外一朵花上，就完成了一个传粉的过程，同时熊蜂自己也能饱餐一顿。
短柄野芝麻(唇形科) | 《Botanische Wandtafeln》t. 2
无花果樟科这一类的闭花，它的花是隐藏在无花果内部的，生长在内壁上。因为这个特点，无花果和榕小蜂之间形成了特殊的共生关系。榕小蜂非常小，会在无花果内部繁衍。雌蜂成长为成蜂之后，就会从无花果顶部的通道中钻出来，这时候它身上沾满了雄花的花粉。等雌蜂钻进到另一个无花果中，就把花粉带进去了，完成了传粉。而且，进入到另一个无花果时，雌蜂不仅完成了传粉，同时还能完成繁衍后代的任务，因为雌蜂会在另一个无花果里遇见雄的榕小蜂，交配后进行产卵，然后重复上述过程。无花果和榕小蜂的生命，也就在这样的行动中得以延续，非常神奇。
除了昆虫，鸟类跟植物的关系也很密切。蜂鸟非常小，有好多植物会借助蜂鸟去传粉。蜂鸟的嘴是长长的，大家注意看，花的形状也是管状的，所以蜂鸟用嘴吸花蜜时，雄蕊的花粉都粘在嘴的基部，等它去下一朵花吸蜜时，就完成了非常重要的传粉过程。
蜂鸟吸蜜 | Flickr，Ekaterina Chernetsova (Papchinskaya) / CC BY 2.0(https://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
除了昆虫、鸟类之外，也有其他动物跟植物形成共生关系，例如壁虎，又称守宫。守宫跟守宫花也是一对非常完美的搭档。在自然界里，守宫会去吸食守宫花的花蜜，因此也能帮助守宫花传粉。有的守宫花成熟、结果之后，守宫还会吃它的果实，就把种子吃进肚子了。过一段时间，种子会跟着粪便被排出来，也因此得到了传播。
守宫吸食花蜜 | Wikimedia Commons，Brocken Inaglory / CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)
还有一种桔梗科的蝮齿花，是针对蝙蝠量身生长的。这花是黄色的，长长的花冠，晚上蝙蝠会吸食它的花蜜，雄蕊的花粉会沾它一头，跟着它去到另一朵花传粉。
还有的植物，会引诱、甚至“欺骗”昆虫。刚刚讲到了杓兰，开花后，它会散发一种香气，这种香气会吸引熊蜂。熊蜂来了之后，会从入口处钻进去，但钻进去之后就会掉入杓兰的囊状口袋，要想出来，只能从杓兰预设的线路走，而在这条预设的线路上，就一定会粘上一身的花粉。熊蜂出去后，又可能会掉入另一个杓兰的“陷阱”，不知不觉地就替杓兰完成了传粉工作。
还有另外一种角蜂眉兰，也会设置机关。这花长得特别神奇，很像角蜂，花长到一定程度后，还会散发出雌蜂的味道，雄蜂被吸引来之后，它就会误认为这是雌蜂，特别兴奋，就想进行交配。好多蜂类在交配时，雄峰会把雌蜂抱走，但这个时候，雄峰抱着长得像雌蜂的角蜂眉兰，左晃右晃都抱不动，反而在晃动过程中沾了一身花粉。过了一会儿，雄峰觉得没希望了，走了，如果又被下一朵角蜂眉兰吸引，抱着花晃动，雄峰身上的花粉会碰到柱头，就完成了传粉，非常有趣。
角蜂眉兰 | Flickr, Miltos Gikas / CC BY 2.0(https://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
这是科学绘画比较有意思的地方，它不仅是记录植物，更是把植物进行解析、甚至解密，把植物的生存智慧、植物和动物之间的关系，利用绘画的方式进行诠释。
但是正因如此，这个学科牵涉到很多的内容，很复杂，从事这个领域的人也越来越少，发展到现在已经是濒危学科了。不过，近些年，在我们把科学绘画和博物学、本草学、自然教育等很多领域结合后，科学绘画这个学科也有了一些起色。
现在，大学里是没有科学绘画这个学科的，一般都是老师带徒弟的形式传承，我当时也是有三位老师带我。很可惜，现在这个领域的人少，能带徒弟的老师也不多。所以，为了推动这个学科的发展，我花了15年时间，在王文采院士的支持鼓励和帮助之下，编写了一本教材《植物科学绘画：从入门到精通》。欢迎喜欢和感兴趣的年轻朋友加入进来，我们一起学习科学绘画，一起更深入地挖掘科学绘画的功能和应用。
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《植物科学绘画：从入门到精通》 | 孙英宝供图
让我们热爱大自然、学习大自然，然后用一支画笔去记录大自然，科学绘画是大自然真实而永恒的记录。
感谢大家!
演讲嘉宾孙英宝：《大自然真实而永恒的记录——植物科学绘画》
策划/编译：吴欧
作者：孙英宝
编辑：小贩儿
排版：尹宁流
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【扩展阅读】我为科学画海报，让普通人也能看懂顶级期刊论文 | 王国燕
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