王國燕，姚雨婷

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)科技傳播與科技政策系，安徽合肥 230026

1 科學(xué)可視化與學(xué)術(shù)期刊封面

科學(xué)可視化是一個跨學(xué)科的研究和應(yīng)用領(lǐng)域，主要是指利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)來創(chuàng)建視覺圖像，幫助人們理解和探究科研中錯綜復(fù)雜而又往往以體量龐大的數(shù)字形式呈現(xiàn)的概念或結(jié)果?？茖W(xué)研究中的對象、數(shù)據(jù)、工具、方法和思想，都可以通過直接或間接的可視化手段加以構(gòu)建。構(gòu)圖元素的組合和交織，能創(chuàng)造出有別于與語言文字的秩序和韻律，在更多的層次上審視、豐富和延伸著我們對世界的認(rèn)知。由此，科學(xué)可視化在科學(xué)研究、教學(xué)和普及領(lǐng)域都有著重大的影響，對科學(xué)傳播來說自然也是不可忽略的強(qiáng)大推動力。

學(xué)術(shù)期刊是科學(xué)研究中新學(xué)說、新方法、新規(guī)律和新知識的首要傳播平臺，期刊的封面則是這個平臺的第一件外衣。目前，國際范圍內(nèi)學(xué)術(shù)期刊的封面圖片在內(nèi)容上除了表達(dá)學(xué)科屬性和研究方向?qū)傩酝猓畛Ｒ姷木褪轻槍Ρ酒诜饷婀适露ㄖ频?，專門討論本期主題的圖像創(chuàng)作。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，世界三大頂級期刊Nature, Science, Cell 封面故事文章的被引次數(shù)要遠(yuǎn)高于普通文章[1]。由此可見，論文若能以封面圖片的形式突出展現(xiàn)，將會獲得超出一般的傳播范圍和效果。

學(xué)術(shù)期刊的受眾主要為科學(xué)家（包括科研團(tuán)隊(duì)、科學(xué)共同體和其他相關(guān)研究者）、科學(xué)公眾和社會公眾。Lisa F. Smith等人研究發(fā)現(xiàn)，對于科學(xué)圖片，科學(xué)家會更注重其科學(xué)性，而公眾更為關(guān)注圖片的美學(xué)及產(chǎn)生的情緒反應(yīng)[2]。科學(xué)精神是一元化的務(wù)實(shí)求真，為了吸引持有多元化不同價(jià)值觀的人，就應(yīng)當(dāng)從人類普遍接受的共性出發(fā)來構(gòu)建溝通的橋梁[3]。所以，封面圖片作為期刊及科研究成果展示的第一陣地，不僅要能準(zhǔn)確的表達(dá)科學(xué)，展現(xiàn)其核心價(jià)值，更要能發(fā)揮藝術(shù)的多元化吸引力爭取讀者、引導(dǎo)讀者。優(yōu)秀的封面圖片甚至不僅具有靜態(tài)意義，它能夠幫助讀者建立起一個心靈的劇場，提供多方位的感知體驗(yàn)。

2 生物學(xué)期刊封面的可視化調(diào)研分析

在對中國國家圖書館中3635 種科技期刊（其中外文期刊1445 種，中文期刊2190 種）做了初步調(diào)研后，我們依據(jù)《中國圖書館分類法》，對每個學(xué)科中被取樣期刊的封面圖像進(jìn)行了收集和整理。按照封面圖像是否在連續(xù)出版期內(nèi)有變化，我們將樣本庫內(nèi)所有封面分成有靜態(tài)不變圖像和有動態(tài)可變圖像兩大類。這里，靜態(tài)封面指該期刊在較長的出版期內(nèi)連續(xù)使用固定圖片作為封面，包括僅以顏色填充和固定圖案填充兩種；動態(tài)封面是指期刊每一期的封面都不同，屬于每單期雜志所特有，能形成連續(xù)變化的封面集（cover gallery）。本次調(diào)研中，將具有動態(tài)封面的期刊視為可視化程度較高。

在我們采集到的302 種生物科學(xué)類期刊樣本中，封面有可變圖片的達(dá)到136 種，比例高達(dá)45.03%，位列中圖分類法自然科學(xué)類10 個大項(xiàng)中的第四位，基礎(chǔ)學(xué)科（N～Q）中的第一位。同時，根據(jù)中科院期刊分區(qū)的學(xué)科分類法和JCR Science Edition 提供的影響因子計(jì)算，近五年內(nèi)（2008-2012年）生物學(xué)科中影響因子排在前20 的著名期刊里，有高達(dá)70%的期刊具有動態(tài)可變的封面（見表2）。除了美國出版商Annual Review 出版的年鑒系列外，14 本頂級期刊皆具有逐期變化的封面，而且具有較高的科學(xué)和藝術(shù)水準(zhǔn)。

序號 期刊名稱 小類學(xué)科 近5年均影響因子是否具有動態(tài)封面1 Nature Reviews Molecular Cell Biology細(xì)胞生物學(xué) 44.026 是

表1 近五年生物學(xué)排名前二十的期刊

3 生物學(xué)期刊封面的圖片特征

生物學(xué)作為一門自然科學(xué)，主要是研究生命系統(tǒng)各個層次的生物種類、結(jié)構(gòu)、功能、行為、發(fā)育和起源進(jìn)化以及生物體與周圍環(huán)境的關(guān)系問題。生物學(xué)研究可從很多角度進(jìn)行，既有微觀面向上的原子、分子和細(xì)胞研究，如分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、生理學(xué)、組織學(xué)等，又有宏觀面向上的生態(tài)學(xué)、演化生物學(xué)等。同時，隨著整個自然科學(xué)研究領(lǐng)域的快速發(fā)展，生物學(xué)與其他學(xué)科的關(guān)聯(lián)整合也越來越多，包括生物化學(xué)、生物物理、生物數(shù)學(xué)在內(nèi)的多種交叉學(xué)科正在不斷壯大。在生物學(xué)眾多的子項(xiàng)分類中，我們結(jié)合體圖書館和網(wǎng)絡(luò)收集到的數(shù)據(jù)，認(rèn)為細(xì)胞生物學(xué)（尤以神經(jīng)生理學(xué)、內(nèi)分泌生理學(xué)、新城代謝與營養(yǎng)）、生理學(xué)、生化與分子生物學(xué)（尤以基因工程）、微生物學(xué)、遺傳學(xué)、植物學(xué)類別的期刊封面可視化水平最為突出。不同的子類學(xué)科因其研究對象、研究方法和在研究成果的表達(dá)等方式上的差異，形成了不同的科學(xué)可視化類型，綜合分析生物學(xué)科內(nèi)的高水平期刊，總結(jié)出其封面的可視化特征主要由以下幾點(diǎn)。

3.1 多元化的展現(xiàn)對象生物體

生物學(xué)的研究對象千姿百態(tài)，宏觀的生物外形或者微觀的生理結(jié)構(gòu)，是生物學(xué)科內(nèi)最常見的可視化形態(tài)，因此也是最常登陸生物學(xué)期刊封面的視覺要素。生物學(xué)期刊擅于抓住研究對象的突出特點(diǎn)，以不同的手段和角度展現(xiàn)生物體的美妙形態(tài)。

1）照片展示生物體外貌

直接以照片展示被研究生物體的宏觀外貌，是生物學(xué)期刊封面中常常采用的表現(xiàn)手法。例如2012年1月20日Cell 封面上的這只幼年猴子（圖1），是美國研究人員利用克隆技術(shù)創(chuàng)造出的世界上首只嵌合靈長類動物。2013年10月Genome Research 以“玉米甲基化”為題（圖2），以玉米為例揭示表觀遺傳控制基因的表達(dá)和繼承。再如2012年7月Trends in Ecology & Evolution 封面（圖3）討論了全球范圍內(nèi)珊瑚群落對氣候變化的適應(yīng)性回應(yīng)，圖片展示的是一株經(jīng)過1998年珊瑚白化后迅速恢復(fù)的鹿角珊瑚。用照片展示研究對象的方法最為直觀，能讓讀者以最快速度捕捉圖像主題，從而提升閱讀的效率與機(jī)動性。

2）計(jì)算機(jī)技術(shù)渲染微觀結(jié)構(gòu)

近年來由于成像技術(shù)的長足發(fā)展，擁有超高分辨率的光學(xué)成像、核磁共振成像、電子斷層掃描三維結(jié)構(gòu)、相干拉曼散射光學(xué)顯微成像等技術(shù)已經(jīng)慢慢在生物學(xué)研究中普及開來。由此，我們也越來越多的看到計(jì)算機(jī)圖形學(xué)基于這些成像技術(shù)渲染出來的奇妙、瑰麗的微觀世界。

例如2013年5月2日Cell Stem Cell 封面（圖4），展示的基于顯微鏡成像的海膽胚胎三維結(jié)構(gòu)模擬圖，研究人員稱其為“水晶球”。本期Cell Stem Cell 通過四個討論會探討了關(guān)于干細(xì)胞研究的倫理、社會和法律的影響等新生議題。正如水晶球連接現(xiàn)在與未來，這些討論會分析了當(dāng)前研究的影響以及他們可能意味著的所有進(jìn)展。又如2013年5月Nature Cell Biology 封面故事，介紹小鼠舌上皮細(xì)胞中表達(dá)Bmi1 基因的細(xì)胞能確保角化細(xì)胞的維護(hù)和再生?？茖W(xué)家在研究工作中使用多色譜系追蹤方法研究細(xì)胞，再通過后期加工得出了本期展示的封面（圖5）。再如2013年7月15日Developmental Cell 封面圖片（圖6）展示的根據(jù)發(fā)育期淋巴瓣膜在共聚焦顯微下的成像生成的三維結(jié)構(gòu)重建圖。

3）美術(shù)描繪研究對象

以卡通畫、素描、油畫等繪畫手段展示研究生物對象也是生物學(xué)期刊封面中常見的方法。例如Nature Genetics 2013年6月號刊登的封面圖片“龜——一路走過”（圖7），本期封面文章故事是講述科學(xué)家通過基因組研究認(rèn)為龜擁有接近鱷魚和鳥的起源，畫師筆下的這只烏龜身上于是有了類似鱷魚和鳥類羽毛的紋理。另外，我們還看到許多計(jì)算機(jī)制圖刻畫出的有趣場景。例如Nature Chemical Biology 2013年8月號期刊封面（圖8）描繪了一個細(xì)菌單體模型，細(xì)胞內(nèi)裝載了各種化學(xué)實(shí)驗(yàn)器材（代指實(shí)驗(yàn)人員設(shè)計(jì)的工程酶），從而組成一個化學(xué)反應(yīng)裝置。又如2013年8月29日Cell（圖9），封面故事作者在實(shí)驗(yàn)研究中，用質(zhì)譜法檢查小鼠腦部蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性，本期封面的設(shè)計(jì)者便創(chuàng)作了一個模擬成體鼠的質(zhì)譜繪圖，紅色線條鏈接代表著研究中發(fā)現(xiàn)的長壽命蛋白，而且，為了統(tǒng)一格調(diào)，本期Cell 的刊名也以相似的手法繪制。

3.2 故事化的解釋技術(shù)和原理

美國出版社Cell Press 一直是生命科學(xué)研究領(lǐng)域內(nèi)的權(quán)威出版機(jī)構(gòu)，其下31 本期刊一直保持著高端的學(xué)術(shù)水準(zhǔn)和廣泛的讀者贊譽(yù)。從表2 可以看出，近5年來排名前20 的生物學(xué)期刊中，有5 本歸屬Cell Press。尤其值得注意的是，Cell Press 非常重視期刊的裝幀設(shè)計(jì)，旗下所有期刊封面均兼具高度的科學(xué)性和美學(xué)性，其中，善用故事化手法介紹和解釋前沿的技術(shù)發(fā)明和原理發(fā)現(xiàn)，是其重要特征之一。

例如2012年9月9日出版的Cell，封面故事主要討論了“細(xì)胞如何克服困難實(shí)現(xiàn)基因表達(dá)”。本期封面（圖10）的設(shè)計(jì)者用一個粘土模型，十分形象的向讀者模擬了轉(zhuǎn)錄過程：轉(zhuǎn)錄酶Pol Ⅱ開車前行試圖接近DNA，而組蛋白設(shè)了臥式閘門路障，后面的藍(lán)色核小體也笑里藏刀,掛上了“禁止通行”的信號燈。不過Pol Ⅱ也破釜沉舟，在車后面放了RNA 協(xié)助轉(zhuǎn)錄。2013年9月Molecular Cell 封面（圖11）則借鑒了“長發(fā)公主”的童話故事。原故事中，一個王子秘密會見美麗的長發(fā)公主，但公主被女巫困在一個塔樓中，王子只能沿著她的長發(fā)攀爬。設(shè)計(jì)者借此描述了在核孔復(fù)合體上一個RNA 聚合酶Ⅲ轉(zhuǎn)錄物的共轉(zhuǎn)錄加工模型：RNA 聚合酶Ⅲ（即王子）沿著DNA（公主的頭發(fā)，被描繪為雙螺旋結(jié)構(gòu)）攀爬到核孔復(fù)合體（塔樓的通路），不料竟遇見一個RNA-加工酶（女巫和她的剪刀）劈開了轉(zhuǎn)錄的RNA（這里用在登高期間的一個絲帶展開來表示）。再如2013年7月11日出版的Molecular Cell， 本期封面圖片（圖12）以濃郁的中國風(fēng)同樣描繪了一個愛情故事中的場景：門外的王子代表BMP 配體，耐心的等候代表PRMT1 的公主，公主需要移動門閂（即Smad6）來開啟宅門（BMP 受體合成物），如此才能與王子相會，即允許配體去激活細(xì)胞內(nèi)的Smad 信號。

同時，Nature Publishing Group 旗下子刊的封面也開始走故事化路線，例如截至2013年出版的14 期Nature Reviews Molecular Cell Biology 中，有高達(dá)13 幅封面是以漫畫的形式講述或聚焦一項(xiàng)科研主題。2013年10月Nature Reviews Molecular Cell Biology 的封面圖片（圖13），就是描述了細(xì)胞為減少或防止累積損傷而發(fā)展起來的質(zhì)量控制系統(tǒng)：細(xì)胞進(jìn)程的精確性事實(shí)上是有限的，意味著細(xì)胞自然也會犯錯。此外，細(xì)胞暴露于多種脅迫下，內(nèi)部和環(huán)境都能引起分子損傷。這種現(xiàn)象能夠發(fā)生在DNA 水平、RNA 水平、蛋白水平等許多層面上。封面圖片描繪的“質(zhì)量控制”車間里，工作人員檢查和記錄著細(xì)胞的運(yùn)作過程，如果遇到損傷或異常的大分子，就開始修復(fù)或降解。又如2013年7月Nature Chemical Biology 的封面圖片（圖14），設(shè)計(jì)師以四格漫畫的形式講述了一場美式足球比賽，意在介紹RAF 抑制劑如何通過在RAF 蛋白間的傳遞實(shí)現(xiàn)蛋白的二聚化和蛋白的活化。以故事化的手段解釋技術(shù)和原理，往往能帶給受眾新奇、有趣之感，讀者更可能在好奇心和興趣的指引下著重閱讀原文，來找出與故事中一一對應(yīng)的環(huán)節(jié)，好的故事設(shè)計(jì)甚至能讓人久久回味。

3.3 具象化的引出概念和思想

正如物理學(xué)最早發(fā)源于自然哲學(xué)一樣，在生物學(xué)領(lǐng)域，科學(xué)家們常常會根據(jù)研究成果提出一種新的假說、定義一項(xiàng)新的概念，或針對某一思想、觀念發(fā)表新的解讀。從進(jìn)化論的提出到生態(tài)系統(tǒng)的建立，生物學(xué)研究中從不乏具有影響力的指導(dǎo)性理論。還記得那幅描繪從猿類如何一步步走到人的經(jīng)典畫作嗎？如何將這種理論甚至是哲學(xué)命題用視覺手段簡要概括，也是生物學(xué)期刊封面重點(diǎn)關(guān)注的問題。例如2013年9月3日Cell Metabolism 封面（圖15），描畫了一個老人在秋意盎然的景色中快速的奔跑，這里講述的就是逆轉(zhuǎn)功能年齡的設(shè)想?？茖W(xué)家經(jīng)研究蛔蟲發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動能力的喪失和神經(jīng)元老化直接相關(guān)，通過化學(xué)方法來刺激神經(jīng)元可以改善動物的運(yùn)動功能，使得老化的蛔蟲重新恢復(fù)活力，由此為改善人類老化提供了新的思路。又如2013年9月Nature Chemical Biology 的封面（圖16），該圖以超現(xiàn)實(shí)主義畫家薩爾瓦多·達(dá)利（Salvador Dail）的名作The Persistence of Memory（《記憶的永恒》）為藍(lán)本，主要說明神經(jīng)元的特定亞基是如何對亨廷頓疾病更加敏感的。在體內(nèi)平衡機(jī)制中，蛋白間隙中的變化歸因于特殊細(xì)胞類型的差異（這里用老虎表示），這種差異決定了神經(jīng)元（樹）的壽命。再如2013年4月4日Cell Stem Cell 封面（圖17），復(fù)古風(fēng)格的航海圖寓意著細(xì)胞實(shí)現(xiàn)重編程過程中發(fā)生的多重阻礙和不同路徑，多槳的中國帆船寓意著重編程過程中細(xì)胞內(nèi)部的多種動力和復(fù)雜調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。作為DNA 修飾的重要因子，Tet1 對于DNA 修飾的調(diào)節(jié)如同直接調(diào)節(jié)帆船的風(fēng)帆，成為快捷安全的重編程實(shí)現(xiàn)的重要動力。

4 結(jié)論

科研成果的視覺表達(dá)屬于科學(xué)可視化與傳播學(xué)的新興交叉領(lǐng)域。前沿的科學(xué)發(fā)現(xiàn)可以通過圖像視覺表達(dá)第一時間獲得極高的關(guān)注度和影響力。生物學(xué)作為自然科學(xué)研究中的重要領(lǐng)域，在其類學(xué)術(shù)期刊封面的表達(dá)上形成了多元又獨(dú)特的創(chuàng)作機(jī)制，其研究對象之廣泛，描繪手段之豐富，令本文的分析和總結(jié)僅能窺其一二。還望能引起國內(nèi)科技期刊及科學(xué)工作者的更多關(guān)注。

[1] 王國燕，湯書昆.論科學(xué)成果的視覺表達(dá)——以Nature、Science、Cell 為例[J].科學(xué)學(xué)研究2013年(已錄用).

[2] Lisa F.Smith：The Art and Practice of Statistics, Wadsworth Publishing(2011年2月10日).

[3] 黃文華.人文的醫(yī)學(xué)精神——醫(yī)學(xué)期刊的人文品格 [EB/OL].http://wenku.baidu.com/view/8a9d4f1255270722192ef79b.html. 2013.08.25.