2022 年 11 月 20 日，" 科普中國 - 我是科學家 " 第 41 期 " 自然之美：變化與永恒 " 演講現場，中國科學院植物研究所植物科學繪畫師孫英寶帶來演講：《大自然真實而永恒的記錄——植物科學繪畫》。
孫英寶演講視頻：
以下為孫英寶演講實錄：
大家好，我是孫英寶，一名植物科學繪畫師。今天與大家分享的是我的從事了 20 多年的工作——植物科學繪畫，大自然真實而永恒的記錄。
什麼是科學繪畫？
那麼說起科學繪畫，大家會比較好奇：科學繪畫師和一般的繪畫師有什麼區别呢？先給大家看幾幅我繪制的畫。
左：勝峰工蕨（工蕨科）；中、右：湖北燈籠蕨（燈籠蕨屬） | 孫英寶供圖
這是植物科學繪畫的墨線圖，畫的是蕨類植物化石的複原圖。左邊是 4 億年前的勝峰工蕨，右側是 3 億多年前的湖北燈籠蕨，中間畫的是它整個植株，右邊是它植株上的一個孢子葉的放大。古生物化石對于古生物學的研究非常重要，可以了解現代植物從古到今的演化過程和路線。
我們再來看第二組畫，也是墨線圖，畫的是現在的植物。
左：紫斑牡丹（芍藥科）；中：泰蘭（蘭科）；右：直立霜淚花（鴨跖草科） | 孫英寶供圖
第一幅是芍藥科的，叫紫斑牡丹，我國的特有種。這幅圖可以看到，紫斑牡丹嫁接在芍藥根上的生長狀态。中間這幅圖是蘭科的一個新種，叫泰蘭。畫面中，我對泰蘭的整個植株和局部生長器官進行了解剖和放大，請注意，科學繪畫圖上是有比例尺的，所以它還具有鑒定功能。第三幅圖是鴨跖草科的直立霜淚花，因為植物太長了，所以整個植株是折疊後展現的，而且要把所有部位在同一個畫面呈現 ，每個剖面也标注了比例尺。
再看看一組彩色圖。第一個是菊科的，叫黃花蒿，大家應該很熟悉了，屠呦呦先生就是從黃花蒿裡提取的青蒿素，用于治療瘧疾。第二個是木棉科的，叫榴蓮，是一種熱帶的水果，又臭又香，很多人都特别喜歡吃。第三就是榆科的榆樹，很多生活在北方的朋友，在每年的春季會吃到由榆樹做成的各種美食。
左：黃花蒿（菊科）；中：榴蓮（木棉科）；右：榆（榆科） | 孫英寶供圖
下面也是一組彩色的圖，第一個是蘭科的大花杓蘭，非常漂亮，但它的漂亮很有迷惑性，會欺騙昆蟲，後面我也會講到它如何欺騙昆蟲。中間是芸香科的橘，它的皮是制作陳皮的主要原料。第三幅是茄科的甜椒，這種植物是一個美味的香料植物，在西餐中經常被使用。
左：大花杓蘭（蘭科）；中：橘（芸香科）；右：甜椒（茄科）| 孫英寶供圖
看完了我畫的，再看兩組國外的科學繪畫。這些是國外繪畫師比較早期的博物圖，大家會發現内容特别豐富，上面還标有數字，它的主要作用就是鑒定和标注，讓大家認識和了解植物生長的特征。顔色方面都特别真實、特别豐富，而且對植物的整體和局部都進行了完美的展現。
左：羅漢松（羅漢松科）；中：長白松（松科）；右：歐洲冷杉（松科） | Fl. Deutschl. Vol. 1 t. 22,27,24
左：紅石楠葉佛塔花（山龍眼科 ) ；中：金魚草（玄參科）；右：南洋杉（南洋杉科）| 《The Bible of Flowers》P163 P60 P135
其實，科學繪畫最早就是從博物繪畫延伸出的一個分支，專門用于科學研究。
很多人經常會問我：科學繪畫、國畫和博物繪畫，到底有什麼區别？接下來，我就以幾種裸子植物不同風格的畫，給大家做個簡單的區分。
下圖中最左側是一個科學繪畫作品，是我繪畫的油松，我把植物的主要生長器官，果實、球果、小孢子葉球、大孢子葉球等結構，都進行了科學、美麗的展現，并且标注了比例尺。中間是國畫，對植物是純藝術性的表現，它主要展現畫面色彩的渲染效果。第三幅是博物繪畫，主要是畫單獨的一個結構、一個部分，記錄和展現了植物的外部形态和顔色，但是它缺少比例尺，所以還是缺失了科學鑒定的功能。
科學繪畫與國畫、博物繪畫的區别：以裸子植物為例 | 左：孫英寶供圖；中：金成哲繪畫；右：《Alpenpfl.》vol. 2. t. 86
也就是說，科學繪畫是科學藝術相結合的産物，它既具有嚴格的科學性，又具有較強的藝術性，不僅可以科學、客觀、藝術、真實而完美地展現植物的外部形态和内部結構，還可以記錄和表現植物，是認識植物的一種重要的手段。
科學繪畫師的作畫工具
科學繪畫的繪畫工具也很有特點。
首先，科學繪畫師的繪畫平台與其他的不一樣。平常可能會看到畫師可以豎着畫，有畫架，也可以挂在牆上畫等等，但是科學繪畫師還是要求畫台四平八穩。為什麼要四平八穩？因為在繪畫過程中，會用到很多的器械，平整的桌面上可以放置立式解剖鏡的設備、畫紙等等，方便在繪畫過程中，完成不同線條效果的繪畫。科學繪畫的線條很講究技法，而這個技法主要是靠肘、腕去完成的，所以四平八穩的地方，畫出來效果最好。
科學繪畫的線條很講究技法，而這個技法主要是靠肘、腕去完成的 | 孫英寶供圖
另外一個，科學繪畫的繪制工具也有點不同。下面我來揭秘一些科學繪畫師的筆袋。
科學繪畫家的筆袋裡有啥？| 孫英寶供圖
科學繪畫的使用工具大概有兩類：繪圖工具和解剖工具。
繪圖工具主要就是筆、尺子、橡皮這類。最早，我會用上圖左側這種蘸水筆，就是蘸鋼筆水的筆，但是蘸水筆總是容易壞，還容易堵，所以後來為了使用的方便和快捷，我就改用針管筆了，節省了很多涮筆、擦筆尖的過程。無論是蘸水筆還是針管筆，都分不同粗細，用處也不同。一般最細的，主要畫毛被這類特别細的線條，第二細的是畫一般的線條，第三個用來畫粗的線條。
解剖工具會涉及到刀片、手持放大鏡、鑷子、解剖針、解剖刀等等，這類工具一般畫師很少用到。
科學繪畫的用途
植物科學繪畫現在是一個瀕危學科了，但是其實它的功能是非常強大的。
首先，植物科學繪畫可以輔助科學家的研究工作。當科學家的研究著作要發表時，植物科學繪畫可以作為重要的補充說明資料。同時，植物科學繪畫可以用于科普、傳播植物的知識。而且，植物科學繪畫在教學上也非常重要，對博物學、本草學、自然教育，尤其是對輔助植物分類學，起到了很重要的作用。那麼最關鍵的，植物科學繪畫可以真實而永恒地記錄以及解讀植物的形态。最後一個，我們可以看到，自然科學繪畫是很美的，所以對孩子和成人都能起到一種美育的效果。
尤其是在輔助科學家工作這塊，植物科學繪畫的意義很大。中國的植物學方面研究，有幾個大部頭的著作，例如《中國植物志》《中國高等植物圖鑒》，這兩個著作獲得了國家自然科學一等獎，對我們國家整個的植物學科的研究都很重要。還有一些地方書的植物書，輔助了我國的農業、林業、牧業、果蔬業、園林等等，隻要跟植物相關的領域或者行業，這些書都起到了至關重要的作用。這些植物學的專著，會詳細介紹植物名字、用途、産地等等重要的信息。除了文字信息，這些著作裡最重要的就是科學繪畫，可以把研究内容非常形象地展示出來。
對研究古植物的科學家來說，科學繪畫尤其重要，因為它可以把平面的化石，進行立體而完美的展現，這個是相機做不到的。其實很多人都問過我一個問題，現在相機技術這麼發達，為什麼還要費勁地去繪制科學繪畫呢？
結合下圖，我給大家解釋一下。以銀杉舉例，第一幅圖是用儀器拍的銀杉的照片，它可以把整個銀杉的形态、顔色，包括後面的生境等等，非常快捷地記錄下來，但是拍攝者大部分都不具備植物學知識，不了解銀杉的生長結構和它有特色的地方。而右邊的科學繪畫，是經過科學繪畫師頭腦的認識、解剖、理解後，呈現出來的内容。在同一張紙面上，能呈現出非常豐富的内容，不僅能展現銀杉的各個器官，還标注了比例尺，所以具有鑒定功能，相當于給植物量身定做了一個身份證。
科學繪畫與攝影的區别：以銀杉（松科）為例 | 左：徐克學攝影；右：孫英寶供圖
科學繪畫背後的科學故事
我剛從事植物科學繪畫的時候，也覺得挺無聊的，植物畢竟跟動物不一樣，也不會蹦也不會跳的，你沒法跟它交流，但是後來，通過長期地跟科學家打交道，對植物有了更深的了解後，我發現——打開了一個完全不一樣的世界。
首先要意識到的一點是：植物也是生命，而且很有自己的生存智慧。
作為植物科學繪畫師，我經常會畫到植物的花，花的顔色、形狀、香味非常多樣，但我隻是觀察到花的形态，跟科學家交流之後，才理解它們為什麼長這樣。植物的花的形态，跟很多動物尤其是昆蟲，有非常直接的關系，它們之間是一種協同進化的關系。
例如，下圖中唇形科的短柄野芝麻，它的花在開的時候像張開了的口一樣，底下還會有突出來的一小塊，是給昆蟲的一個落腳點。有種熊蜂很喜歡這種花，落在花上後，就會去吸食花蜜，但是在它吸食花蜜時，後背就會粘上很多雄蕊的花粉，等它飛到另外一朵花上，就完成了一個傳粉的過程，同時熊蜂自己也能飽餐一頓。
短柄野芝麻（唇形科） | 《Botanische Wandtafeln》t. 2
無花果樟科這一類的閉花，它的花是隐藏在無花果内部的，生長在内壁上。因為這個特點，無花果和榕小蜂之間形成了特殊的共生關系。榕小蜂非常小，會在無花果内部繁衍。雌蜂成長為成蜂之後，就會從無花果頂部的通道中鑽出來，這時候它身上沾滿了雄花的花粉。等雌蜂鑽進到另一個無花果中，就把花粉帶進去了，完成了傳粉。而且，進入到另一個無花果時，雌蜂不僅完成了傳粉，同時還能完成繁衍後代的任務，因為雌蜂會在另一個無花果裡遇見雄的榕小蜂，交配後進行産卵，然後重複上述過程。無花果和榕小蜂的生命，也就在這樣的行動中得以延續，非常神奇。
除了昆蟲，鳥類跟植物的關系也很密切。蜂鳥非常小，有好多植物會借助蜂鳥去傳粉。蜂鳥的嘴是長長的，大家注意看，花的形狀也是管狀的，所以蜂鳥用嘴吸花蜜時，雄蕊的花粉都粘在嘴的基部，等它去下一朵花吸蜜時，就完成了非常重要的傳粉過程。
蜂鳥吸蜜 | Flickr，Ekaterina Chernetsova ( Papchinskaya ) / CC BY 2.0（https://creativecommons.org/licenses/by/2.0/）
除了昆蟲、鳥類之外，也有其他動物跟植物形成共生關系，例如壁虎，又稱守宮。守宮跟守宮花也是一對非常完美的搭檔。在自然界裡，守宮會去吸食守宮花的花蜜，因此也能幫助守宮花傳粉。有的守宮花成熟、結果之後，守宮還會吃它的果實，就把種子吃進肚子了。過一段時間，種子會跟着糞便被排出來，也因此得到了傳播。
守宮吸食花蜜 | Wikimedia Commons，Brocken Inaglory / CC BY-SA 3.0 （https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0）
還有一種桔梗科的蝮齒花，是針對蝙蝠量身生長的。這花是黃色的，長長的花冠，晚上蝙蝠會吸食它的花蜜，雄蕊的花粉會沾它一頭，跟着它去到另一朵花傳粉。
還有的植物，會引誘、甚至 " 欺騙 " 昆蟲。剛剛講到了杓蘭，開花後，它會散發一種香氣，這種香氣會吸引熊蜂。熊蜂來了之後，會從入口處鑽進去，但鑽進去之後就會掉入杓蘭的囊狀口袋，要想出來，隻能從杓蘭預設的線路走，而在這條預設的線路上，就一定會粘上一身的花粉。熊蜂出去後，又可能會掉入另一個杓蘭的 " 陷阱 "，不知不覺地就替杓蘭完成了傳粉工作。
還有另外一種角蜂眉蘭，也會設置機關。這花長得特别神奇，很像角蜂，花長到一定程度後，還會散發出雌蜂的味道，雄蜂被吸引來之後，它就會誤認為這是雌蜂，特别興奮，就想進行交配。好多蜂類在交配時，雄峰會把雌蜂抱走，但這個時候，雄峰抱着長得像雌蜂的角蜂眉蘭，左晃右晃都抱不動，反而在晃動過程中沾了一身花粉。過了一會兒，雄峰覺得沒希望了，走了，如果又被下一朵角蜂眉蘭吸引，抱着花晃動，雄峰身上的花粉會碰到柱頭，就完成了傳粉，非常有趣。
角蜂眉蘭 | Flickr, Miltos Gikas / CC BY 2.0（https://creativecommons.org/licenses/by/2.0/）
這是科學繪畫比較有意思的地方，它不僅是記錄植物，更是把植物進行解析、甚至解密，把植物的生存智慧、植物和動物之間的關系，利用繪畫的方式進行诠釋。
但是正因如此，這個學科牽涉到很多的内容，很複雜，從事這個領域的人也越來越少，發展到現在已經是瀕危學科了。不過，近些年，在我們把科學繪畫和博物學、本草學、自然教育等很多領域結合後，科學繪畫這個學科也有了一些起色。
現在，大學裡是沒有科學繪畫這個學科的，一般都是老師帶徒弟的形式傳承，我當時也是有三位老師帶我。很可惜，現在這個領域的人少，能帶徒弟的老師也不多。所以，為了推動這個學科的發展，我花了 15 年時間，在王文采院士的支持鼓勵和幫助之下，編寫了一本教材《植物科學繪畫：從入門到精通》。歡迎喜歡和感興趣的年輕朋友加入進來，我們一起學習科學繪畫，一起更深入地挖掘科學繪畫的功能和應用。
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《植物科學繪畫：從入門到精通》 | 孫英寶供圖
讓我們熱愛大自然、學習大自然，然後用一支畫筆去記錄大自然，科學繪畫是大自然真實而永恒的記錄。
感謝大家！
演講嘉賓孫英寶：《大自然真實而永恒的記錄——植物科學繪畫》
策劃 / 編譯：吳歐
作者：孫英寶
