摘 要：微观自然是当代设计对图形的探究的新领域，微观世界中含有丰富的符合当代视觉审美倾向的图形。自然科学规律是这些具有多样形态美图形的理论依据，艺术化的图形同时又给科学以最形象的表达。本文首先阐述现代科学的进步给微观图形带来的视觉感知与认知，进而概括其视觉表现的形式特征。
关键词：微观视域；图形；科学；艺术；视觉
1 从自然科学到微观图形
美，无处不在。随着当下科学技术的迅速发展与物质文明，现代图形设计对形式美的探究带着人类的眼睛进入了一个全新的视域。“跨界”是近些年在设计界经常被提及的一个词汇，它示意着艺术与科学的交融关系将变得尤为亲密。许多艺术家和设计师在研究自己专业领域的同时也开始设计其他学科来阐释自己对形式美的独特理解。
微观世界的图形样式对于形式语言的研究带来了意想不到的震撼。微观世界可以概括为“微观物体”和“微观现象”，通常人们将感官所不能直接感觉到的微小的物体叫做“微观物体”，人的肉眼可以分辨直径大于0.1mm以上的物体，小于该尺度的事物都属于微观物质。把与宏观概念相对应细微的活动表现叫“微观现象”。从原子的对撞，到DNA螺旋和X射线扫描，有许多方式可以揭露自然界基本组成之中最深层的模式，人们在不断解读各种科学新发现的同时还增长了对微观视觉的新认知。
显微镜的出现揭开了微观世界神秘的面纱。借助显微镜可以观察到姿态万千的微观自然形态，包括各种微观生物的物质结构和生命痕迹及其物质表皮色彩，组织肌理等。因此，微观影像便成为展示微观之美的最有说服力的证据，这些惊喜打破了人们对于自然物常规审美认知的状态。20世纪70年代尼康公司开始举办微观摄影比赛，从全世界募集在生命科学、材料科学等领域做出重要贡献的优秀摄影作品，旨在展现通过光学显微镜看到生命的美丽和复杂性。
2 微观视域中的物质与现象
细胞是最常见的微观物质形态，除病毒外的所有具有完整生命力的生物的最小单位，也经常被称为生命的积木。生物可分为单细胞生物（仅由单个细胞构成，包括大多数的细菌）和多细胞生物（包括植物和动物）。人体约包含60兆个细胞。植物细胞和动物细胞的大小在1μm到100μm之间，所以在显微镜下可见。通常情况显微镜下观察到的动植物细胞的图形会比较丰富多变，尤其是植物的细胞组成结构相对多元化，高等植物都有细胞膜，膜外有细胞壁，细胞壁中有各种细胞器如线粒体、叶绿体、质体和液泡等。动物细胞没有细胞壁，细胞质中常有中心体，而高等植物则没有。各种细胞总是保持自己的一定状态，由于细胞内在的结构和自身表面张力，以及外部的压力各不相同，因此，对于显微镜下观察的不同样本，不同的细胞结构就会表现出千奇百怪的细胞图形（图1、2）。细胞的图形样式多种多样，有球形、多边形，纺锤状和柱状等。
微观的细胞图形隐存着大自然中多元的视觉形式特征：形态、比例、对称、秩序、平衡、色彩、肌理等。通过显微镜的观察常常可以发现其微观物象不同于外表的形式表现。我们也许知道植物的根茎、花蕊、洋葱的表皮、微小动植物本身。但却并不知道如此形态各异的结构图形存在于物质世界的一些小角落里。
细菌和病毒在显微镜下也呈现出形态多样的图形结构。细菌（图3）是所有生物中数量最多的一类，属于原核生物。细菌的结构比较简单，是单细胞存在，缺乏细胞核、细胞骨架以及膜状胞器。根据细菌的形状可以将其分为三类，即球形、杆形和螺旋形。球形细菌表现出的特征都是以圆形为基本单位进行组合，根据其排列方式可以分为单球形、双球形、四联球形、八叠球形等。杆菌细胞形态较复杂，有短杆状、棒杆状、梭状、月亮装、分枝状。螺旋菌可分为弧菌和螺菌。此外，人们还发现星状和方形细菌。病毒（图4）的尺寸只有细菌的千分之一。病毒是一些DNA或RNA分子，外面覆了一层蛋白质。微观视觉下的病毒形态有球状、杆状、砖形、冠状、丝状、链状。
自然界中的一些固态物质在微观的视角下也呈现出令人惊叹的形式美。有些矿物单体或化合物其肉眼不可见的部分经过多倍地放大展示在人们的面前，这些被观察到的晶体结构秩序完整，呈规则的几何多面体形态，给人以对于形式美的理性思考。在宏观与微观的自然物象之间，这种基于空间的审美差异将毫不犹豫地带来视觉感官的愉悦。
与此类似的微观现象还包括比如无线电波中的正弦波谱曲线（图5）；布朗运动中显微镜下捕捉到的花粉沿着曲折路径移动的轨迹；物理学家威尔逊发明的从云室和泡室观察到的粒子碰撞的轨迹，粒子射入泡室，猛冲穿越液态氢，产生连串的细小气泡形成粒子的移动轨迹；亚原子粒子在加速器中互撞，使粒子偏向不同的角度，从而进行路径的相对曲度，因此就可以寻觅基本粒子绚丽的弧线和轨迹（图6）。这些图形图像是科学家们对于自然科学内在规律的寻找与总结，作为“实验性艺术”的图形图像，它给现代设计却带来了新的视觉表现语言，是一种融合着科学与艺术的关系的抽象语言。
3 微观视域图形的特征
3.1 视觉简约性
微观视觉下的图形不像自然界的物质有着复杂的外部结构和肌理，不同的自然物种可以通过外部特征便可分辨出来。微观图形所表现出的只是单独的一个层次，从视觉形式语言来说，这些繁复多样的图形参杂交混着各种点、线、面之间关系的变化，而没有光影和体积，呈现了二维多样的世界。
3.2 意象关联性
微观视域图形一般给人以抽象的审美意识，它没有实际的客观形象，但图形本身却富有张力和生命律动，人们在对其产生视觉认知的同时还融入了主观情感的感悟。这些类似于生命活动和运动轨迹的图形，使人能够意象到自然状态事物本身的生命样式，并且这种意象感知是以视觉关联为前提的，它旨在反映这种关联内在的共性内涵。
3.3 神秘刺激性
人们总是对陌生的事物总是怀有好奇心。随着科学家对神秘的微观领域不断探索与发现，这种好奇心同时表现在对微观图形的想象，图形是自然现象规律对于科学原理视觉化的传播媒介，陌生的图形总会给人些许的兴奋和刺激感，基于科学原理的微观图形给世人呈现出一种新的视觉逻辑。
4 结语
艺术与科学的融合已经成为当代艺术设计发展的新方向。新科学技术的发展与推进为人类进一步发现微观世界奠定了物质基础，人们对未知的微观美视觉的追求也必然始终满怀热情，源自自然事物的微观视域将不断涌现更加丰富多彩的视觉图形。
参考文献：
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