科学家将分子变成蒙德里安的杰作

特定分子的计算机程序输出的蒙德里安式视觉效果示例。资料来源：都柏林圣三一学院 Mathias O Senge 教授

圣三一学院的研究人员开发了一种计算机程序，它能以皮特-蒙德里安（Piet Mondrian）的艺术风格将分子结构可视化，从而加深了人们对分子对称性的理解，并提供了一种融合艺术与科学的新颖教育工具。

荷兰著名艺术家皮特-蒙德里安被公认为 20 世纪最伟大的艺术家之一。他的艺术风格的特点是在白色背景上用不同宽度的线条分隔原色块，这种风格被广泛模仿，并成为现代文化的灵感源泉。此外，他看似简单的艺术作品几十年来一直吸引着科学家，并在统计和数学等领域得到了广泛应用。

现在，都柏林圣三一学院（Trinity College Dublin）的研究人员开发出了一种计算机程序，能以皮特-蒙德里安（Piet Mondrian）的风格将分子结构可视化，提供了一种独特的艺术与科学相结合的方法来探索分子的对称性和功能。这一创新工具采用了一种艺术算法，将根据分子成分描述分子三维结构的化学定律与蒙德里安的二维艺术风格融为一体。

研究人员在最近发表于《Angewandte Chemie》杂志上的一项研究中详细介绍了他们的工作。

艺术与科学的融合

该工具可帮助科学家快速评估和展示分子对称性，从而获得比传统表述更深刻的见解。它还能为艺术家提供视觉上愉悦的图像，对对称性进行对比性诠释，从而激发他们将科学理念融入作品的灵感。

"几年来，我们一直在研究这个项目，起初只是为了好玩，想把分子结构以蒙德里安风格的绘画形式艺术化地输出。每个分子的'画作'都是独一无二的，与蒙德里安等人在De Stijl艺术运动中的目标不谋而合，"该项目的资深作者、三一大学有机化学教授兼慕尼黑工业大学高级研究所汉斯-费舍尔高级研究员马蒂亚斯-奥-森格（Mathias O Senge）说。

"对称性和形状是分子结构的重要方面，也是我们解读分子及其特性的重要方式，但化学结构与衍生值之间的关系往往模糊不清。我们从蒙德里安的《构图》中汲取灵感，将三维数据中编码的对称信息描绘成色块，以清楚地显示化学论据如何有助于对称性。"

对分子理解的影响

"在化学领域，有一种显示分子结构的通用方法是非常有用的，它可以帮助'描绘'出分子在不同环境中可能的行为方式，以及当分子与其他分子存在时可能发生的反应和形状变化。但这不可避免地会丢失一些细微差别，"该项目的第一作者、TBSI 博士后研究员克里斯托弗-金斯伯里（Christopher Kingsbury）解释说。

"这种通过去除细枝末节来增加抽象性并试图呈现总体形式的概念是蒙德里安早期作品的模仿对象，从某种意义上说，这也是科学家在将复杂现象还原为'更简单的真相'时的直觉所为。得益于我们的新方法，非常复杂的科学通过艺术的视角得以呈现，这可能会让更多的人更容易接受。"

近年来，森格和他的团队极大地增进了我们对卟啉的了解。卟啉是一类独特的浓色色素，也被称为"生命的颜色"。在一项工作中，他们通过化学方法重新设计了这些色素，使其像微小的金星捕蝇器一样捕捉特定分子，如污染物，从而创造出了一套新的生物传感器。现在，科学与艺术碰撞出的新方向可能会进一步加深我们对卟啉如何发挥作用的理解。

"伟大的艺术能让我们以全新的视角观察世界，"Senge 补充道。"作为一种模仿，这种艺术可以让我们从新的角度看待卟啉等熟悉的分子，帮助我们更好地理解它们的形状和性质是如何交织在一起的。更广泛地说，我们认为当代"艺术与科学"活动需要打破学科界限，合并为"艺术科学"。科学与艺术之间存在着微妙的相互作用，在我们各自的工作领域中，这两方面都相互融合，这应该成为这两个领域未来发展的重点。

编译自/ScitechDaily