《大众科学》的编辑致力于分享科学的激动人心之处，从尖端技术到解释我们宇宙运行方式的基本原理。但科学不仅令人激动；它也同样美丽。为了庆祝这种美，《大众科学》与美国国家科学基金会每年联手，寻找最佳的科学可视化作品。今年的Vizzies奖项展示了对万有引力如何运作的崭新（且色彩鲜艳）的图解，以及一段关于人脑运动的视频。你还可以近距离观察蚊子的口器，并观看一场几百年前构思的物理实验的粉碎性结局。这些作品以及其他四件获奖作品是从数百份参赛作品中由科学家、平面艺术家和其他专家组成的评委会选出的。为了最终入选，一段视频或插图必须在视觉上引人注目，并以清晰且引人入胜的方式传达科学概念。继续阅读，发现评审们在今年的精美科学作品集中看到了什么。《可视化剪刀全等》专家选择奖
几年前，Dmitriy Smirnov在上一门高级大学数学课时，学到了一个需要与更广泛的受众分享的原理。“如果你有两个面积相等的等积多边形——两种形状——你可以将其中一个切割成有限数量的碎片，然后将它们重新组合成另一种形状，”Smirnov，现在是麻省理工学院计算机科学专业的博士候选人，解释道。
这个想法被称为Wallace-Bolyai-Gerwien定理。它是计算几何学中的一个基本原理，该领域应用于建筑、机器人技术和分子生物学。Smirnov和他的合作者创建了一个交互式演示，“允许任何人通过在你眼前分解和重组形状来自己证明这个定理”。“我们认为这个特定的定理是任何人都可以理解和欣赏的，”Smirnov说。“你经常听到‘数学很美’这句话，而实际看到这个观点的具体例子，我认为这是相当酷的。”
在此处查看交互式演示。
地球日 1970 - 2018：海洋巨变
专家选择奖
作者：Vivian Trakinski，执行制片人；Laura Moustakerski，撰稿/制片人；Shay Krasinski，动画师；Jason Morfoot，声音设计；Jeremy Jackson和Ana Porzecanski，科学顾问
地球的海洋深邃而广阔，仿佛是另一个世界，但即使是它们最偏远的水域，也很少有地方未受人类文明的影响。这部由美国自然历史博物馆为纪念地球日创作的视频，令人警醒地审视了自1970年首次庆祝这个节日以来，海洋发生了怎样的变化。
“我们倾向于将其视为一个垃圾场，而且由于人们不住在海洋里，他们不一定会看到我们对它做了什么，”参与该视频制作的博物馆作家兼制片人Laura Moustakerski说道。
在过去的几十年里，海洋吸收了我们温室气体排放产生的大部分过量热量，以及1.5亿吨塑料。海平面开始上升，珊瑚礁消失，过度捕捞威胁着我们的海产品供应。但仍有希望。“我们绝对可以做一些事情来帮助海洋，”Moustakerski说。该视频重点介绍了其中一些成功案例，并提出了我们每个人都可以为更美好的未来做出贡献的方法。
帕斯卡尔的爆裂水桶
专家选择奖
作者：Katerina Visnjic, Lance Herrington, Omelan Stryzak, Rick Soden, Julio Lopez, William Dix, Dan Quiyu, Lisa Jackson, Janine Nunes
传说近400年前，数学家布莱兹·帕斯卡尔进行了一项爆炸性的实验：他站在一栋建筑物的顶部，将水通过一根细管倒入一个已经装满水的木桶中，直到木桶爆裂。这个故事说明了帕斯卡尔定律，该定律指出，流体中的压力大小取决于流体的高度，而不取决于其整体重量。
然而，当普林斯顿大学物理学家Katerina Visnjic决定重现这个水桶爆裂的实验时，她未能找到任何证据表明有人（包括帕斯卡尔本人）实际做过这个实验。于是，她和她的同事们拍摄了自己的版本，使用了一个50升的玻璃罐和一根155英尺长的吸管。在团队只倒入1升水后，罐子就碎裂了。“很有可能，我们是历史上第一个做这个实验的团队，”Visnjic说。“这是对自然界流体如何运动的一种非常美丽、反直觉的演示。”
如此少量的液体就能毁坏如此大的容器，这似乎很奇怪。但吸管底部的压力相当于你在潜入155英尺深的海中时会承受的巨大压力。
叮咬的解剖
专家选择奖
蚊子是世界上最致命的动物之一，根据世界卫生组织的说法，每年导致数百万人死亡。“叮咬的解剖”一文中，Rebecca Konte展示了它们如何刺穿你的皮肤并传播危险疾病。
在显微镜下观察蚊子数小时后，这位旧金山生物艺术家有了一些惊奇的发现。“蚊子的解剖结构非常奇怪，”Konte说。“当你近距离观察时，它非常复杂，而且因为它们很小，所以很紧凑，所以所有东西都挤在一起。”
事实上，蚊子在吸血时可以从腹部挤出多余的液体，为吸取更多血液腾出空间。Konte还了解到，蚊子用来刺穿你皮肤的口器不仅仅是一根，而是六根针。“它们有不同的作用，”Konte说。“有些针用于刺探和寻找，其他针用于划破你的皮肤，所有这些都包含在一个鞘内，当它们刺入你的皮肤时，这个鞘会向后收缩。”
探索地球的秘密
专家选择奖
作者：ScienceMedia.nl（Saskia Madlener, Dan Brinkhuis, Dick Peterse, and Ageeth Rademaker），海洋领导力联盟，国际海洋发现计划，以及哥伦比亚大学（美国科学支持计划——Sharon Cooper）
在海底深处，隐藏着一块用岩石和泥土书写的地球历史记录。从海底钻探中提取的细长沉积物岩芯，保存着早已消失的时代的遗迹，以及过去灾难的线索，例如6600万年前结束恐龙统治的小行星撞击产生的火山灰。
“仅仅想到海底蕴藏着如此庞大的信息量，就足以让人瞠目结舌，”ScienceMedia的导演兼作家Saskia Madlener说道。ScienceMedia是一家总部位于荷兰的公司，专门制作面向公众传播科学的视频。
Madlener和她的团队创作了“探索地球的秘密”，这是由海洋领导力联盟等多个机构运营的科学海洋钻探巡回展览的一部分。随着视频的播放，动画沉积物岩芯会滑动出现，展示科学家们窥探地球过去时所看到的东西。Madlener表示，她希望这部视频能激励人们支持地球科学研究。“还有太多东西有待发现。”
万有引力可视化
大众选择奖
在“万有引力可视化 1 和 2”中，高中生Arjun Hausner利用弹珠来说明我们每天都会遇到的一个力。万有引力是由质量扭曲周围空间引起的，这是阿尔伯特·爱因斯坦在他著名的广义相对论中描述的现象。称为引力井的装置可以模拟这种曲率，并且经常在科学博物馆中发现。通常，你会将一枚硬币放入漏斗中，看着它绕圈旋转，然后最终落入中心。
Hausner更进一步，使用彩绘的弹珠和绷在蹦床框架上的弹性织物，中间放置重物。当每个弹珠绕着圈旋转时，它会画出独特的轨迹。这些轨迹在靠近重物的地方变得密集，以“捕捉引力的模式”，Hausner说。
Hausner，现在是康奈尔大学的学生，表示在艺术课上玩弄科学概念有助于它们更容易理解。“科学和艺术在很多方面非常相似，因为两者都涉及一个过程，你在这个过程中观察自然世界，然后将其转化为某种其他形式来传达信息。”
更正：早期版本错误地报告了第三个大众选择奖得主。
大脑和血流的耦合运动
大众选择奖
作者：Kambiz Nael（西奈山医学院），Itamar Terem（斯坦福大学），Mehmet Kurt（史蒂文斯理工学院），Samantha Holdsworth（奥克兰大学），John Martinez（史蒂文斯理工学院）
你的大脑一直在搏动。随着心脏的跳动，你脑中的血管会扩张和收缩，轻轻地挤压周围的脑组织。这些运动太微小了，你无法感觉到。事实上，直到最近，科学家们才能够观察到它们的作用。
为了制作上述视频，研究人员使用了一种计算机算法，该算法会夸大核磁共振成像（MRI）扫描中的大脑运动，直到它们肉眼可见。他们还首次将脑组织运动与静脉和动脉（同样被夸大）的运动同步起来。
研究人员希望这种新的成像方法能够揭示动脉瘤（血管上的薄弱区域，会鼓起并有时破裂）是否在生长，甚至预测它们是否可能破裂。“我们希望能够追踪这些微小的运动，并希望能了解动脉瘤的稳定性是如何随时间变化的，”史蒂文斯理工学院机械工程助理教授Mehmet Kurt说。他和他的团队将于本月在亚特兰大举行的生物医学工程学会会议上展示这项技术。
