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科学发展到今天，我们看世界完全像盲人摸象一样，我们看到的世界是有形的，我们自己认为它是客观的世界。其实我们已知的物质的质量在宇宙中只占4%，其余96%的物质的存在形式是我们根本不知道的。
——施一公 《生命科学认知的极限》
我们都知道：人类最重要的对世界的感知系统是视觉系统。那么，视觉感知不到的事物，是不是就不存在哪？很显然这个命题不成立。只是我们好奇那些看不到的却又存在的东西到底是什么样子的？比如微生物。
在WHO（世界卫生组织，the World Health Organization缩写）的官网首页上，有一个专栏是2019冠状病毒病（COVID-19，即新冠肺炎），专栏说：2019冠状病毒病是由SARS-CoV-2病毒引起的一种传染病。
这个CoV-2病毒，大家都已经领教过，它太凶狠了，严重危害全球人类的身体健康，让我们几乎有三年时间都在抗疫。一直想象它一定是一个青面獠牙长相凶狠的恶魔。
直到看到这张照片，我惊诧了，原来它竟是这样一个如艺术品般的好看存在。
the SARS-CoV-2 virus © Oxford nanoporetech Oxford (Head Office)
小时候，我们都有这样的经历：一旦感冒发烧，连带咳嗽的时候，就会被爸爸妈妈带着去医院，医生诊断时总会说：要去化验一下是病毒感染还是细菌感染。
因为病毒或细菌太小了，大概直径只有0.5～5.0um，而人眼的极限分辨率大约是100μm，所以我们用肉眼是看不到它们的存在，以及以怎样的形态存在的。医生则通过抽血化验，来观察他们引起了哪些不正常的反应，通过这些不正常的反应指标诊断病情。
看着长长的抽血针头插入胳膊细细的血管里去抽取出血液，很多小朋友都会闭上眼睛，夸张的还会张牙舞爪地大喊大叫哭闹。确实是太可怕了，那时候，总会想，怎么样能不扎针抽血直接就可以看到细菌呢？
几天前，我搜索到一张惊为天外来物的照片。
这是放大倍率36000：1的SEM（扫描电子显微镜）下的肺炎链球菌菌落。病菌可以被看到，只要有显微镜、只要放大到足够的倍数。而我惊讶的是：原来病菌通过显微镜拍摄再经由艺术处理，居然这么神奇。我禁不住好奇，它是怎样成为如此艺术地存在呢？
Streptokokken Kolonie(Streptococcus pneumoniae)链球菌菌落（肺炎链球菌），Streptokokken Kolonie(Streptococcus pneumoniae)，Vergrösserung 放大倍率: 36’000:1
理论上，任何物体，距我们眼睛的距离小于10cm的话，我们就看不清了；任何物体，它的结构尺寸小于人眼分辨率，我们也是看不到的，这意味着人类仅凭裸眼是有太多的无法看到的细节。
细菌和病毒是地球上最不起眼也是无法看见的存在。而要看到它们，就要借助工具，这些设备通俗点说就是放大镜，把极其微小物体放大到可以让人类的肉眼看到的仪器，便是显微镜。
从微生物在1676年被Antonie van Leeuwenhoek（安东尼‧菲利普斯·范‧列文虎克）首次看到后，便走入了人类的世界，以图像的形式成为人类的已知。
2004年，在荷兰，有个票选最伟大的荷兰人的活动，选举结果，我们熟知的荷兰伟大画家伦勃朗、梵高分别排位第九和第十，而排在第四位的正是让我们知道细菌存在的、被人类称为“光学显微镜之父”、“微生物学之父”的安东尼‧菲利普斯·范‧列文虎克。他借助自己手工自制的显微镜，第一个观察到并描述了单细胞生物，他将这些生物称为animalcules（微生物），并在此基础上建立了微生物学。
借助显微镜，我们可以直接看到充满活力以及充满独特细节的微小细胞，实现观看、观察微观世界，探索那些肉眼看不到的微观结构，进而深入研究它们的组成、性能等特性、直到掌握它们的规律。
显微镜又分为光学显微镜和电子显微镜，光学显微镜可把物体放大1600倍，电子显微镜最大放大倍率更是超过1500万倍。
SEM（scanning electron microscope，即扫描电子显微镜），是电子显微镜的一种，它利用聚焦的高能电子束与物质间的相互作用来扫描物质，之后形成放大到超大倍率的表面结构的图像。
SEM images
而对摄影而言，放大倍率超过1倍称作为超微距，放大倍率超过10倍以上就是显微。在利用显微镜这个全新的视角去观察最微小的生物体时，获取的图像图片称为显微拍摄。
长期从事病菌科学研究的分子生物学博士，瑞士癌症研究科学家Martin Oeggerli（马丁·奥格利），在充分利用SEM探索病理的微观图像时，开始专攻微观事物的艺术表现，从而实现了超微距镜头下的显微艺术Microscopic Art。
Martin Oeggerli © post.ch
从艺术家角度，Martin Oeggerli在SEM的科学观察中，从捕捉到表面客观的、自然形象的黑白影像开始，在作为科学家的雄厚理论和敏锐洞察的基础上，准确获取那些具有代表性且常人无法捕捉的细节，并对这些微观图像构建，精心选择和掩盖不同的结构，利用隐藏在结构中的幻想激活他的戏剧化构思，融合艺术的想象力和洞察力，附加色彩的运用将结构引向了纯粹的艺术渲染，给画面注入活力，增强图像叙事，同时也提升了人们对从未见过的微观事物的感官体验。
马丁·奥格利使用SEM已经拍摄了大量的细菌、真菌、花粉、昆虫以及人体组织等显微照片，放大倍率有些高达到50万倍以上，并有针对性地进行了艺术处理。
数百万年来，进化塑造了花粉粒，并使其适应不同的栖息地和授粉规律。每当春天到来，花粉粒似乎无处不在，春天的花粉有一种无限的生命活力，却很少有人有机会近距离看到植物的花粉。
在Martin Oeggerli的SEM镜头下，十二种不同植物的花粉粒终于露出庐山真面目，深入花粉的微小世界，可以发现花粉粒实际上非常多样，非常美丽。
从上排左起：Acacia sp.金合欢属，Armeria sp.海石竹属，Cucurbita sp.葫芦属，Fargesia sp.箭竹属，Gazania sp.勋章菊属，Ericasp.石南科灌木属，Hakea sp.哈克木属，Echinops sp.蓝刺头属，Eranthemum sp.喜花草属，Epacris sp.澳石楠属，Pinus sp.松树属， Wittrockia sp 威特罗克菌属
以百万分之一米为单位的Geranium Stempel（天竺葵雌蕊柱头）花粉粒，它们在春天的冒险爱情之旅是史诗般的，几十种花粉已经落在雌蕊上发芽，但只有少数花粉会及时到达为数不多的一个未受精卵中，并成功繁殖。
Geranium Stempel天竺葵雌蕊柱头，放大倍率：300:1
Ambrosia Pollen （安布罗西亚花，即豚草）具有强大的产出花粉能力，每小时产生超过160万个花粉粒，它们通过风传播，具有强烈的致敏性。这种植物最初原产于北美，在上世纪70年代因粗心大意随船运带到鹿特丹，此后在整个欧洲势不可挡地蔓延。
Ambrosia Pollen安布罗西亚花粉 放大倍率：3500：1
Forget-me-not pollen – V 勿忘我花粉-V，放大倍率：17700:1
花粉粒非常多样化，形状和大小在10–250µm之间变化。银叶树的花粉表面光滑，它会分泌一种叫做花粉腻子的粘性液体，附着在昆虫身上被带走传播，提高了授粉成功率。三角形是该植物科花粉的典型形状，在每个顶端都有一个预定的断裂点，花粉管可以通过该断裂点离开保护壳，向卵细胞生长。
Silberblatt Pollen (Proteaceae sp.)银叶花粉，放大倍率：5500:1
昆虫的神秘结构是在SEM下观察到的最美丽的结构之一，蚊幼虫嘴角的超现实表现更是精彩纷呈。
大约3000种不同的蚊子已经适应了地球上几乎所有的栖息地。数千年来，他们发展出了许多生存技巧。蚊子在幼虫阶段的适应包括高度专业化的吸血和滤口工具。马丁·奥格利通过SEM观察到，幼虫用特制的意大利面条勺状嘴具制造出一个滤水漩涡，用它从水中过滤出微型浮游生物。
Feeding Hairs (喂养毛发，即Anopheles gambiae，冈比亚按蚊）按蚊属物种，其雌虫吸取人和畜的血液，利用口器叮咬的方式传播疟疾和丝虫病等疾病，是非洲重要的传疟媒介。
马丁·奥格利的这幅作品被相关出版集团授予2014年度最佳科学形象奖。独特的图像设计和着色使原本黑白的SEM图成为了一件艺术品。
Feeding Hairs喂养毛发（冈比亚按蚊）放大倍率：13'520:1
果蝇不能咀嚼，在进化的过程中，它们的口腔工具已经长成了高科技的吸嘴。在食物进入消化道前，苍蝇必须把它们碾碎，即首先用含有强酶的唾液润湿食物块使其成为食物粥。之后，用树干的腔管上下抽吸，直到所有东西都能通过吸管的小孔被吸收。
Labellum (Drosophila melanogaster)唇瓣（黑腹果蝇）放大倍率：4’887:1
血液由红细胞、血小板、淋巴细胞和血浆组成， 为我们的身体提供氧气和能量，因其中心功能，又被称为“液体器官”。血浆是一种富含蛋白质的液体，充当血细胞的载体。制作血液成分的图片就要首先使用SEM精确分析含水样品并经脱水和临界点干燥将液体去除，还要让细胞在干燥过程中保持其自然形状和表面结构。所以从中可以看出这也是一项非常科学又细致至极的工作。
Blutfleck (Homo sapiens)血迹，放大倍率：7'360：1
一个成年人的身体每秒产生大约240万个新的红细胞。它们是血液中最常见的细胞类型，并不知疲倦地将氧气从肺部输送到身体组织。受伤后，伤口区域会发生凝血（血液凝固），形成一个短期的纤维蛋白线网络，粘在血细胞上，然后逐步闭合伤口。
在10，000倍SEM放大下，马丁·奥格利划伤自己完成了这一观察。他说：“我的血、汗和泪都在这张照片中”。完成的工作显示一百多个红细胞已经缠绕在细网状纤维蛋白网络中。而后他通过在计算机上标记各种结构并逐层仔细着色，为原始的黑白SEM扫描图像呈现了有故事的色彩。
Blood, Sweat & Tears (Homo sapiens)血、汗与泪（智人）放大倍率：10'019：1
凝血是我们身体的重要保护机制，如果流血后凝血功能丧失，就会血流不止。在图中，凝血被激活几乎2分钟，例如献血时拔出针头后，就可以看到凝固时的血细胞和纤维蛋白网。
Blutfleck血迹，放大倍率：17，360：1
哺乳动物有两种不同形式的脂肪组织，具有不同的功能：白色是能量储存与隔离的脂肪组织，棕黄色是产生热量的脂肪组织。为了在尽可能小的空间内储存大量能量，单个细胞仅通过薄片状的结缔组织壁分离，其结构类似于蜂窝。
Fettzelle (Mus musculus)脂肪细胞（肌肉），放大倍率: 4’548:1
马丁·奥格利作为微生物学家有着娴熟的探索微观世界的技术。在高放大倍率下，物质表面犹如火星景观，就像科幻电影里来自太空的背景。这或许意味着显微艺术似乎和科幻电影场景一样远离现实世界，但他将其独特的想象力和敏锐的洞察力融合进作品，并通过对近距离观察事物的奢华、意想不到的艺术感知，将其转化为纯粹的艺术影像，在看起来几乎是外星世界的神秘微观结构上进行艺术化处理，为我们扩展了对微观世界的视野。
超微距显微艺术实际上就是科学与艺术的绝佳结合，带给我们在自然世界中交叉与融合的科学与艺术，使得科学机理得以通过艺术被演绎，而艺术又体现着精湛的科学理论。
艺术和科学的契合，让我们惊叹于微观世界的繁复结构和难以想象的奢华美丽。
2023/09/18于V，BC
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