火遍全球的化學視頻幕後，是艱辛卻更美妙的拍攝過程
文 / 朱文婷 科學攝影師
2017年2月，我開始參與「重現化學」項目的拍攝，7個月後，我完成了其中7個影片的製作。
「重現化學」運用攝影的語言，以紀錄片式的形式展現了化學世界中多樣的風景。很多人在看完這些視頻之後，會說很美，甚至會被感動，因為大家看到了不曾見到過的景象，有可能感到新奇，也有可能在觀看過程中產生了種種聯想。
我們向觀眾展示了美的結果，甚至只能向觀眾展示美的結果。但是從我的角度，在經歷了這些影片從實驗到拍攝的整個過程之後，真正使我感動的除了這些視頻之外，拍攝過程中也隱藏著非常多美好的東西，甚至還有那些看起來「不那麼美」的東西，然而，這些「不那麼美」的東西，卻也是化學之美的所在。
我逐漸發現，美，不僅停留在視覺的表面。今天，我將分享其中三個影片的創作經過。
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1 「金屬置換 2」
「金屬置換2」拍攝了近兩個月的時間，是「重現化學」目前所有影片中拍攝時間最長的一個。金屬晶體的生長非常緩慢，很多時候也因無法預見金屬晶體的生長方向而捕捉不到合適的畫面。它一共包括銀、鉛、銅和錫四種金屬的五個化學反應。
標記了拍攝日期的實驗樣品
每次拍完實驗，我基本都會把拍攝實驗時用到的金屬保留，記下它們的拍攝日期。
微距攝影使用的容器
運用了兩種視角拍攝金屬置換。一個是用微距，化學反應就發生在邊長2厘米的小容器里，圖中黃色的立面就是銅片，它可以和硝酸銀溶液反應置換出銀。
顯微鏡拍攝裝置
另一個是用顯微鏡拍攝的，上方白色環狀的是光源，培養皿中間這個小點，就是實驗中要用到的銅粒。我們希望運用這兩種視角，來展現完全不同的意境。
很多人會問：「是怎麼拍出來的？」
其實不僅僅是拍攝的問題，對於重現化學這個項目，它首先是化學，化學就要做實驗，做實驗和攝影都是同樣重要的。只有先把實驗做好，才能拍出好的素材。
金屬置換實驗中使用的溶液濃度
在金屬置換這個實驗中，溶液的濃度會對金屬晶體的外形有著很大影響。我用以上這些濃度的硝酸銀溶液和硝酸鉛溶液做的置換銀和置換鉛的實驗。
鋅和0.1mol/L的硝酸銀溶液的反應
第一個拍攝的是鋅和0.1mol/L的硝酸銀溶液的反應，是用顯微鏡拍攝的。當時我不敢相信，也不願接受這樣的結果。這個看起來臟髒的是銀嗎？化學反應的美美在哪裡？於是，又用0.2mol/L和1mol/L的硝酸銀溶液做了嘗試。
看起來都差不多的結果
換一個視角用微距拍攝相同的實驗
但是在經過一些請教之後，換一種視角，用微距拍攝相同的實驗，把鋅片放置在2厘米的方形容器中，當鋅片與0.1mol/L的硝酸銀溶液反應時，就好像一片俯視的森林。這樣的結果是出乎意料的，相同的實驗，由於視角的改變而產生了完全不同的結果。
所以，往往不是一個事物不美，而是沒有從一個很好的角度發現它的美。
使用鋅粒拍攝相同的實驗
鋅片是平面的，但是鋅還有顆粒狀的。取一顆鋅粒，同樣運用微距拍攝，反應過程也很有趣。
銅和0.1mol/L的硝酸銀溶液反應置換出銀
銅也可以和硝酸銀溶液反應置換出銀。當銅片在0.1mol/L的硝酸銀溶液中時，是灰白色的。但是下圖中銅片在0.5mol/L的硝酸銀溶液中置換出來的銀就完全不同。
銅和0.5mol/L的硝酸銀溶液反應置換出銀
銀的顏色和形態因濃度差異而不同
微小的濃度差異對銀的形態和顏色都有著很大的影響，面對這幾種情況，我很難做出選擇，它們放在一起才是對這個過程相對完整的呈現。
鋅和0.05mol/L的硝酸鉛溶液反應置換出鉛
使用不同濃度的硝酸鉛溶液置換出來的鉛的形態也有很大的差異。一開始我使用0.05mol/L的硝酸鉛溶液，鉛晶體尖尖的好像葉子的形態，過了一段時間之後，「葉片」上方會出現毛茸茸的結構，像仙人掌。
隨著濃度的增加，置換出來的鉛也顯露出稜角，看著堅硬了許多。
鉛晶體的生長是極為緩慢的，大部分在一個小時左右的時間。拍攝中也有很多不確定和無法預測的因素，我常常把鏡頭給到某個位置，以為這個位置能捕捉到晶體的生長，但是很多時候，拍不到任何東西。這也是金屬置換拍了這麼久的原因，有的時候一天拍下來都沒有什麼收穫，但是，不能放棄，第二天繼續拍，要相信，總會有驚喜出現。
顯微鏡下的銅
顯微鏡下的銅，是紅褐色的。看起來很像珊瑚，由於顯微鏡適合拍攝平面的東西，所以當拍攝對象有一定厚度的時候，拍出來的照片有明顯的虛實差異。
微距拍攝的銅
用微距拍攝的銅可能受到硫酸銅溶液本身藍顏色的影響。在反應了一段時間之後，上方靠近液體表面的部分會逐漸變紅，產生非常漂亮的漸變色。
溶液中的金屬錫
金屬錫的生長非常快，也非常瘋狂。有趣的是，反應時還伴隨著氣體的產生，可以看到很多泡泡。
微距拍攝的金屬錫
微距攝影的清晰焦點範圍很小，所以一旦被攝主體物只要移動或者變化一點點就會失去清晰的焦點，聚焦是非常折磨人的過程，很多時候置換反應很美，卻無法捕捉到清晰的畫面。
顯微鏡拍攝的金屬錫
顯微鏡下能看到金屬錫的結構，像一片筆直的樹葉，閃著金屬的光亮。
鋅片上附著的金屬錫晶體，從這樣的角度已看不清錫的光澤與結構。
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2 「沉澱 3」
液滴中的沉澱
沉澱反應是兩種溶液相融以後產生不溶於水的物質。「沉澱 3」是我拍攝重現化學項目中的第一個化學反應，用顯微鏡拍攝的，展現的就是在載玻片上的小液滴中的沉澱究竟是什麼樣子。
也是在拍攝「沉澱 3」的時候，我第一次知道濃度的改變會對沉澱的形態產生影響。
「沉澱 3」的實驗列表
因為要實驗不同的濃度，一共拍攝了108組實驗，至於每一組要拍攝多少次，就沒有精力統計了。最終只選擇了9組實驗中的8個沉澱反應剪輯到視頻中。
如果只做一次實驗，是無法判斷的，必須經過大量的嘗試與觀察，才會有一個對沉澱反應整體的把握，才會有一個比較，做出篩選，保證最終呈現出來的都是有代表性的素材。
雖然，這或許看起來很多，但是，當真正投入到這些實驗中的時候，做了第一組嘗試就忍不住想知道接下來會發生什麼，總是好奇，發現這是一件無法終止的過程。
同樣都是硝酸銀溶液和鉻酸鉀溶液的沉澱反應，如果改變鉻酸鉀溶液的濃度，這二者生成的沉澱形態截然不同。
不同濃度的氫氧化鈉溶液和氯化鉻溶液生成的氫氧化鉻沉澱。
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3 「沉澱 4」
這兩個沉澱反應都是俯視拍攝的，只不過「沉澱 4」用微距拍攝視角更加宏觀（左圖）。「沉澱 3」用顯微鏡拍攝，能夠看到沉澱的肌理（右圖）。
碘化鉛沉澱
用到的實驗器材都是很常見的器材：培養皿，吸管。把其中一種溶液覆蓋培養皿的底部，讓液體產生一定的高度。再向培養皿中央滴加另一種溶液。
用上述方式拍攝的沉澱。
氫氧化鎳沉澱
氫氧化鎳沉澱的形態因兩種溶液濃度的改變而改變。這些情況放在一起看展現出一個有趣又神奇的過程，化學的美也體現在這些微小的濃度差異所帶來的變化中間。
氫氧化鎳沉澱
經常拍攝同一組實驗是非常枯燥的，但是總會有驚喜出現。在經過這些控制濃度的實驗之後，發現0.1mol/L的氫氧化鈉溶液和1mol/L的氯化鎳溶液生成的氫氧化鎳沉澱向四周延伸的更多，就像活的一樣。
氫氧化鐵沉澱
同一個實驗反覆拍很多次，忽然出現三角形的氫氧化鐵沉澱，是極為少見的狀況。
在經過很多類似這樣的嘗試之後，我發現在和氫氧化鈉溶液產生沉澱的反應中，0.1和1這種數量關係的搭配常常能產生比較神奇的效果。這種濃度關係下生成的沉澱會向四周擴散的更多，半透明的質感，看起來更有生命力。
既然這麼多溶液都可以和氫氧化鈉溶液生成沉澱，如果讓這些溶液混合後同時和氫氧化鈉溶液發生反應，又會是什麼樣子呢？
硫酸銅溶液和氯化鐵溶液混合後與氫氧化鈉溶液發生反應
我就先將硫酸銅溶液和氯化鐵溶液先混合，再將混合後的溶液和氫氧化鈉溶液發生反應。結果看起來還是比較有趣的，就希望嘗試更多的可能。
「沉澱 4」的部分實驗列表
我列舉了一些可以和氫氧化鈉溶液生成沉澱的反應，對它們進行排列組合，讓氫氧化鈉溶液和列表中的所有組合反應。因此，「沉澱 4」的拍攝量比「沉澱 3」還要多，一共是123組的實驗。
氫氧化鎂沉澱
氫氧化鈉溶液和氯化鎳 + 硫酸銅溶液生成的沉澱
氫氧化鈉溶液和氯化鉻 + 氯化鎂溶液生成的沉澱
氫氧化鈉溶液和氯化鐵 + 氯化鎂 + 氯化鈷溶液生成的沉澱
氫氧化鈉溶液和硫酸銅 + 氯化鎂 + 氯化鐵 + 氯化鎳 + 氯化鈷溶液生成的沉澱
在使用吸管滴加溶液做實驗的過程中，也想到了使用注射器，就產生了長條形狀擴散的效果。
化學反應產生的很多結果都是意料之外的，甚至有時達不到預期，相同的化學反應之間，不同的化學反應之間都有著不一樣的美。
科學的美也不僅是視覺的滿足和享受。科學的美，離不開知識。
在重現化學拍攝過程中，美麗科學的很多成員都在提供著知識，才保證拍攝的順利進行。我們運用知識，在拍攝實驗中有了新的發現，也產生了許多問題：為什麼金屬的晶體好像植物？為什麼沉澱的形態好像海洋生命？……是不是科學的美有時也反映著大自然的美？自然萬物並非因美而存在，但萬物的存在卻產生了美。
世界如此簡單，簡單到一個微觀世界反映著另一個微觀世界；也如此複雜，複雜到我們不知道它還存在著多少種可能。一切發現都沒有邊界，一切探索都不在於訴說一個答案。
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