探索未知的炼金术：化学与艺术的完美融合

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说到炼金术，脑海中会浮现出闪烁的火焰、神秘的人物、奇异的配方和憧憬。我们无从得知黄金、万能药、长生不老药是否真的出现，但现代化学却由此诞生。这种材料在其与生俱来的神秘气质的加持下，将自身的美感与装置艺术相结合，征服了每一位观者。

谁说化学和艺术不能融为一体？我们用一场视觉盛宴，将未知的答案呈现给大家。这一切的背后，都有左振普老师对物理和化学的观察和理解，以及对实验意义的思考。我们从实验中学到什么？是对瓶瓶罐罐的操控和观察，还是对未知世界的不断探索？世界树项目的灵感来自哪里？

下面就听小左老师给大家一一讲解吧。

实验一下，你学到了什么？

作为一名数理化老师，我非常认同实验是数理化学习的重要组成部分，但我个人并不太喜欢带领学习者去做课本上设计的实验。诚然，课本上的实验能够帮助学习者从现象和实践的角度更好地学习和理解，满足学习者在学习过程中的体验，这很好；但由于既定的实验在步骤和结论上都是固定的，无疑缺少给学习者深入思考和进一步探索的空间。实验的设置难道只是为了按照既定的步骤得到某个结果吗？

在探索未知世界的过程中，实验无疑是打开神秘王国大门的钥匙，每一次试剂的混合，每一次火焰的跳跃，都是我们探索大自然奥秘的勇敢尝试。未知与期待、变化与惊喜构成了大自然最吸引人的部分。在未知的学习与探索过程中，我们选择在实验中同时将其稳定性与多变性呈现给学习者，帮助学习者体验整个过程。因此，在理化实验课中，学习者需要从实验目标出发，设计一个完整的实验，包括但不限于——仪器与实验耗材的准备、学习仪器与耗材的安全使用、结合安全考虑设计实验操作步骤、学习相关的整理定理与算法（包括误差算法）、实验操作……在这个过程中，经常会出现各种问题，导致实验结果不理想或失败，如未采集到所需的数据等。这时，我们需要回顾总结问题和原因，在安全范围内改进实验设计，再次重复实验过程。

有时，这个过程可能要重复两三次甚至更多次，有时，大家把能想到的所有可能性都检查一遍，还是找不到问题所在，有时，因为不具备改进的条件，选择放弃。每次实验，大家的心情都会在满怀期待、耐心探究、失望、无奈放弃之间随机游走，谁也无法确切知道会发生什么……也会有莫名其妙的成功时刻——曾经无数次失败的实验，学习者再次尝试，准备了4杯溶液样品等待结果。这一次，一根头发不小心掉进了其中一杯样品里。结果，只有沾有头发的那一杯溶液成功了。那一刻，大家精神焕发，郁闷阴郁的心情瞬间冲天，充分体验到探索规律的不确定性和不可知性。设计——实验——回顾——再次探索——实验……在一次次尝试改进方案的过程中，每个学习者都有机会深化思考，获得更多经验。

为什么要设计“世界树计划”？

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如何打破学科壁垒，实现学科联动、相互支撑，是学院一直坚持的教育方向。基于此，不断探索学科融合也是我一直在践行的教学方向。过去，我做过很多数学、物理、化学之间的融合课程设计，目的是补充单一学科课程内容设计中知识结论分析的逻辑不完整性。通过补充一些来自另一学科的内容，科学学习可以对知识本身有更全面、更清晰的理解，特别是补充一些课程标准中没有涉及的数学思想和算法装置艺术泉，从而为学习物理化学提供更高维度的思维方式。

偶尔看到一些跨学科的融合比较肤浅，比如用绘画去承载其他非艺术学科的内容，虽然形式上的交织比较浅薄，但还是给我启发，由此我开始思考，能否有更深层次的融合与呈现。

化学有它自己独特的美，有的瞬间绚烂，如不同颜色的火焰，有的持久稳定，如不同物质的结晶。我之前在不知名的实验室里培育过一些无机盐晶体，不同的物质因为分子结构的不同，呈现出不同的颜色和几何结构，有的像沙子一样没有形状，有的则呈现出立方体、正八面体等非常神奇的形状。所以我决定利用化学本身的美，尝试将化学与艺术融合，用我们在实验室培育的晶体作为原料，创作一个艺术装置。

有了整体概念，接下来就是选择艺术装置。化学是研究微观世界的学科，装置艺术是呈现宏观世界的一种方式。在现代科学的理解中，宏观世界与微观世界并不是线性的大小关系，更像是一个神奇的闭环——比如通过观察和研究粒子来分析宇宙，就像佛家说的一粒沙中有三千大千世界，那么我们能否尝试用微观化学技术来呈现宏观世界？

这让我想起了北欧神话中的世界树。一棵树承载着九个不同的世界，有的气势磅礴，有的白雪皑皑，每个世界都有着鲜明的地貌。我们可以用不同的结构、不同的色彩来呈现九个世界的特点，这非常符合我的设计需求。更重要的是，世界树是整个美欧神话的世界观，它描绘的是北欧神话体系中的整个宇宙。我们用微观的化学来呈现北欧神话的世界观，在微观世界与宏观世界的碰撞与联系的意义上，呼应了前沿理论科学与宗教对世界的共同认识。如此奇妙的组合，非常吸引我们。

世界树的制作过程

一开始我的想法是，根据我们已成功培育的水晶来设计九界，但进展非常缓慢。不只是学生，就连我自己也没有什么好的新点子，感觉只能是挑选所需颜色的水晶，然后堆叠起来。这时我才意识到自己在用过去的成果束缚学生。于是我就让他们在想象中画出九界的样子，然后再思考如何去实现。他们不需要考虑我们现有的材料能否实现，而是在设计的基础上研究和培育新的水晶作为材料。他们仿佛解开了束缚自己的枷锁，只用了一节项目课就完成了大部分初步设计。

之后我的工作就变成了指导他们查阅资料，根据他们的设计研究什么晶体才符合他们的设计需求，研究如何培育这些他们从未见过的晶体，最重要的是对物质和培育过程进行安全性评估，确保整体方案的安全性。

在随后的一段时间里，同学们向我展示了很多让人眼前一亮的设计——不仅是美观的设计，还有意图、使用的材料、如何实现……他们的考虑周全超出了我的想象。他们研究了很多我从未见过的化学物质，研究这些物质在什么条件下能形成我们需要的晶体，它们是否足够坚硬，在正常条件下是否稳定。在这个过程中，我既定的思维也被打破了。在晶体培育中，我会认为不符合物质分子结构的晶体就是失败的。这种情况经常发生，可能是因为浓度控制不好，或者杂质没有清理干净，或者仅仅是因为周围温度和气压的变化，都可能导致晶体出现缺陷。但在我同学眼里，不完美的晶体也有独特的美。相反，他们在设计中需要的正是这些被我视为次品的晶体。制作出来的成品，大多都是用这些不完美的晶体作为材料。

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学习者陈述 - 设计和制作

中庭

又称米德加德，位于世界树的中心，是人类居住的世界。

中庭世界最初并没有任何设计图纸，更像是一个偶然的产物。

一开始确定的材料只有一种，就是我们上学期做的草酸铁钾晶体，氧化后变成了黄绿色晶体，跟土壤的颜色很接近。后来我们做了两个底盘，一个是绿色的四氯铜酸钠晶体，一个是蓝色的六水硫酸镍铵晶体，但尝试组装后发现效果并不是很理想。

这时，意外发生了，硫酸镍铵材质的底盘不小心坏了，在尝试补救无果后，我们想，何不就此善加利用，于是尝试将两种物质拼接在一起，做成蓝绿色的底盘，看上去就像是大陆和海洋。

然后我们把“土壤”撒在上面，再放一些四氯铜酸钠碎片，就得到了最终的结果。

最后，经过一次又一次的意外、失败和创新，我们得到了这个由绿色、棕色、黄色和蓝色组成的完美世界，代表着人类的生命。

精灵之地

它也被称为阿尔夫海姆 ()，与阿斯加德 () 位于同一顶层。

考虑到精灵世界的特性，我们采用了硫酸铜来制作。我们最初的想法是利用硫酸铜晶体在漏斗中培养成晶簇的形状。（后来失败了）

然后我们又有了新的想法，用氯化钠和四氯铜酸钠混合的底盘，用硫酸镍铵和硫酸锰制成晶体。硫酸锰的结晶方法很特殊，难度极高，因为它的最大溶解度在25度左右，所以没办法用变温的方法结晶（加热：加热搅拌振荡，冷却：室温不需设备冻结。），只能用蒸发水分的方法。特别巧的是，上学期储存了一个学期的硫酸锰溶液，一直没有结晶，我们失败后才发现，它只是结晶了而已。但硫酸锰的寿命很短，才用了一个星期，就已经“老”了，变成了乳白色。

巨人之地

本作品旨在模拟北欧神话九域中的巨人之地约顿海姆。在神话记载中，巨人之地遍布岩石和悬崖。结合这些特点，一个荒凉原始、崎岖而又史诗般的巨人之地环境逐渐在我脑海中形成。结合这种想象，我立刻想到了英国威尔特郡索尔兹伯里的巨石阵。最终我选择用这种类似巨石阵的场景来表达我们对巨人之地的思考和想象。

材料准备：

在材料构思初期，我们想到了碳酸钙，这是我们地球上很常见的物质，也是我们熟知的石灰、大理石，以及一些动物骨骼的主要成分，我们想用这种材料来体现巨人国荒凉的环境和缓慢的文明的特点。

生产流程：

制备碳酸钙：取适量氯化钙，加水配成氯化钙溶液，再将适量碳酸钠按一定比例加入氯化钙溶液中，反应，配成碳酸钙氯化钠溶液。然后滤出碳酸钙，用手捏成小方块，自然晾干。再用一部分未晾干的碳酸钙作为黏合剂，砌成巨石阵造型。

矮人之国

灵感：北欧神话中，矮人是这个世界的工匠装置艺术泉，考虑到锻造需要矿山，所以灵感来源于《霍比特人：五军之战》中的矮人矿山。

材料：伴生矿石和金属，实验室里有铋金属，可以利用。

铋金属：一种低熔点金属，晶体形状为方形。

制作方法：将一根长晶核放入熔融的铋金属中静置，等待结晶，重复此动作，可得到两根长晶体。将熔融的铋金属倒入蒸发皿中，等待凝固，当中间尚有部分液态铋金属时，将液态铋金属倒出，重复此操作，可得到两根碗状的铋金属壳。将一根长晶体立于碗状壳的中央，在周围倒入少量液态铋金属，等待凝固，对余下的两根重复此操作，将两根长晶体合拢，在接缝处倒入少量液态铋金属，等待凝固。

亡灵之地

灵感：这代表了北欧神话中的冥界，死者无法离开。它的灵感来自 中的地狱，那里的上方和下方都是“坚不可摧的基岩”，给人一种无力感。顶部的灵感来自 Dash 第 9 关中的尖刺。

材料：铋金属、硫酸铝钾和硫酸铬钾混合晶体、铁丝。

硫酸铝钾和硫酸铬钾的混合晶体：硫酸铝钾是一种具有八面体晶体形状的物质。当将深紫色的硫酸铬钾添加到硫酸铝钾和水的溶液中时，它不会影响晶体形状，但会使晶体染成紫色。颜色的深浅取决于所添加的硫酸铬钾的量。

生产流程：

天花板：将铁丝弯成圆盘状网校哪个好，中间留出稍大的空隙，将铁丝盘与地面平行悬挂，将液态的铋金属倒在上面，使铁丝盘下方形成尖刺状的固态铋金属。

底座：将硫酸铝钾和硫酸铬钾按一定比例混合在烧杯中，融化，等待烧杯底部形成圆盘状晶体。重复此操作直至融化，等待的时间比上一步略短，挑选较大、较规则的晶体，悬浮在一杯溶液的中间，等到它们长到大约半个指关节大小时，取出。将大晶体粘在底座上，将天花板悬挂在底座正上方。‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍

雾之国

尼福尔海姆是北欧神话中九大世界的两个原始世界之一，这里终年雾气弥漫，气候寒冷，世界第一泉赫维尔格米尔也坐落于此。

设计灵感：

源自《原神》中的龙脊雪山，我们最初的设计思路是利用硫酸铜组成一个圆形底盘，然后在上面堆叠其他晶体，形成山形，表面撒上无水碳酸钠作为雪毯，形成类似冰山的形状。底盘上有很多坑洼，用染色胶水固化，形成湖泊。

硫酸铜晶体。其晶体形状可以呈现多种不同的形态，而片状晶体是硫酸铜晶体最常见的形态之一，会呈现出美丽而深沉的深蓝色。

氯化钠晶体也是普通食盐的主要成分，其晶体为白色立方体。

在三个底盘中，选择了最合适的一个。

由于硫酸铜晶体的形状，它无法堆叠起来，而如果想要制作出赫维尔格尔米尔湖，就必须在底盘上钻一个洞。然而由于底盘结构比较脆弱，如果你钻了一个洞，整个底盘就会碎裂。

随后就有了第二版的设计，依然使用了硫酸铜底座，但在底部增加了碳酸钙材质的底座，保护底座不受损坏。这次我们选择了氯化钠晶体来堆成山，因为这种晶体结构非常规则，很容易堆叠。最终的结果就是大家眼前看到的样子。

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火之国穆斯贝尔海姆

灵感：根据电影《雷神3》中的描述，火烈国充满了岩浆以及岩浆凝固后的岩浆岩，所以模型的颜色以电影中火烈国领主的颜色为蓝本，模型的造型则参考了游戏《几何冲刺》中岩浆挑战的封面。

材料及生产工艺：

A计划用硫酸钴铵晶体做基座，给人一种繁华的感觉，但是这个晶体太让人失望了。

于是我们想出了 B 计划。我们用和巨人国一样的材料——碳酸钙来塑造火山，并在碳酸钙表面撒上碳粉，这样至少看起来不是白色的。岩浆中红色的部分仍然是硫酸钴铵晶体，黄色的部分是亚铁氰化钾晶体。一周后，碳酸钙脱水，碳粉变成灰色，恢复了岩浆岩石的颜色。

在小作老师的无敌实验室里，精彩的内容依然每天上演，一个个精彩的世界正在共同开辟。

我们正在不断招募学习者。我们期待与您一起探索新世界，发现新事物……

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