2019 年，你在科研生涯中留下过哪些美好的照片？

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2019 年，你在科研生涯中留下过哪些美好的照片？
原文地址：https://www.zhihu.com/question/361684745

卡卡

谢 @真知拙见KnowledgeHot 邀！本篇回答是我为知乎圆桌「2019 科学这一年」[1]创作的的第三篇文章辣！
我打算扩大一下“照片”这个概念的内涵，把数据图线也算作问题包含的客体之一；亦即将“照片”的概念泛化为“科研相关图像信息”。如此说来的话，我就可以顺便科普一下几种科研常用的表征方法了！（激动
读者：我特么真是好期待哦（平和……本次的主题其实是那些测试失败，但得到的图像还挺好看的结果。
傅里叶变换红外光谱分析

傅里叶变换红外光谱分析（FTIR，Fourier transform infrared spectroscopy）是一种化学和材料科学研究者常用的表征手法，但由于表征原理和测试面较为片面，通常需要与其他表征方法同时进行。而之所以目前FTIR依然在大量使用，是一种检验样品分子内化学环境的主流手段，主要是因为其操作便利性，和由于引入了快速傅里叶变换算法（Fast Fourier-transform algorithm）带来的快捷性。通过检验化学键的类型继而可以判断被测样品的官能团情况和分子内化学环境，而它的原理是：
对于一个非单原子分子物质，其分子内部结构本身并非是静止不动的；换言之，连接分子内部两个原子的化学键并非是一个类刚体的结构，而是可以发生振动。对于同一条化学键，其振动总体可分为两种形式：伸缩和摆动。而，当然，对于两条以上的化学键构成的系统，则还分为对称和非对称形式。那么这两种评判标准的交叉结果是，由两条化学键构成的系统共计有六种振动形式，我们取两个最简单的形式作为示例，给大家一个较为直观的感受：



对称伸缩



非对称伸缩

而分子发生这种分子内部的运动当然也是需要吸收并消耗能量的，这部分能量则可以以电磁波的形式被给予，对应关系当然就是高中物理级别的普朗克-爱因斯坦关系式（Planck-Einstein relation）了。

突然想做个永动机的各位可以歇歇了。化学键震动所需要的能量依靠上述方程所对应的波段落在红外范围内，而每种化学键振动对应的能量，即对应的波长不同；每一种化学键的不同种振动方式对应的波长也不同。因此，通过红外光源释放一个连续的红外光谱，透过样品后在接收，测试强度发生减弱（即被吸收）的波长的具体值，即能确定样品内部的化学键种类。
如此说来，一个比较健康的红外光谱结果应该长成这样



这个是我本人的数据，不敏感

在一个良好的FTIR图像中，能够直观地看到吸收峰的位置，通过手动或者数学方法标峰之后，通过红外光谱学相关学表[2]就可以确认对应的化学键。而我在测试途中，有一次得到的data是这样的


测试结果：噪音。
……还挺好看的，来感受一下



世界名画：《看paper时我的脑子》，许小然，2019，数字作品

微笑:)))核磁共振氢谱

核磁共振氢谱（ ， nuclear magnetic resonance）是用来检验分子中氢环境的一种表征方法。刚才在聊FTIR的时候我们提到，FTIR作为一种便捷的表征方法常用于化学合成产物的粗糙检验，而因为其片面性，经常需要与其他表征方法共同使用，NMR就是经常与FTIR共同使用的表征方法的一种。
所谓检测氢环境，指的即使检测某一个物质分子内部共有几种氢原子，亦即每种氢原子数目的比值。而这里的提到的氢原子种类，即：对于每一种氢原子，每个氢原子周围的分子内化学环境全同。好比说，对于一个苯分子，


该分子内部共有一种氢，这种氢在每个苯分子内包含六枚氢原子。可以理解吧——因为苯分子上每个碳原子所连接的氢原子彼此之间都是全同的。那么在NMR谱图上得到的就是一个孤零零的强峰。再比如，对于乙苯，上面共有几种氢原子，每种氢原子又包含几枚氢原子呢？你先自己想一想，


答案是存在共计五种氢原子，分别是甲基上的氢原子三枚、亚甲基上的氢原子两枚、苯环邻位氢原子两枚、苯环间位氢原子两枚、和苯环对位氢原子一枚。因此在NMR图谱上共计有五个峰，它们的强度比例为3:2:2:2:1。
我给一个健康的NMR谱图，让大家对数据形式有一个直观的感受



https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1819766

公有领域, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1819766
通过谱图的峰值位置（化学位移）和峰值强度，即可得到化学式的分子结构的辅助信息。



化学位移值与氢原子种类的对应关系

而我呢，前两天做了一个NMR，由于NMR的制样标准要求样品是液态或者溶液态，而我的样品是水溶性的，因此我不能用常规的水，因为水里全都是氢原子，这会影响到对结果谱图的分析。于是我特别高大上的还使用了重水配置了溶液，氘代水哦，超级贵的！



氧化氘，deuterium oxide

做完样品费尽九牛二虎之力放进核磁管里，给学校负责测试的prof发邮件请求测试。prof老爷子是个典型的美国温柔大叔，第二天一早就把样品拿走了，中午亲自给我把样品送过来，附带用U盘拷贝来了测试结果，跟我聊了半天，嘘寒问暖，最后还和我亲切握手。我当时想，
这人是不是一天到晚对着实验仪器没人说话太寂寞了？结果啊，结果发现是我自己太天真，我现在觉得这位prof分明就是过来
让我看看这么惨的实验数据到底是谁做的呀~咱的样品分子长成这个样子


你看，最起码四个峰嘛，凭实力四个峰对不对！！我打开谱图一看


？？？？
等等，淡定，淡定，这只是原始数据而已，我们缩小一下，你看还是很好看嘛。一个典型的阻尼振动趋势


这个时候就是千万要镇定，做个谐波调节，傅里叶变换一下，四个峰立刻出现！立刻——立——


……这幅画叫《世界万籁俱寂》。你看到了什么？一共两个峰？其实那个大概在4.8左右化学位移的大峰是个溶剂峰，也就是重水。所以
我样儿呢？.jpg


世界名画×3

其他

其实其他还有很多苦逼经历，比如什么《测试结果：误差》系列的



后来发现只是误差带函数调用错误，数据本身还好，还好

哎，科研嘛，就是这个样子，我觉得我的心态还是超级好。要知道上面这些图任何一个都需要一天或者几天的努力，失败了就意味着努力的白费。但尽管如此，看到正儿八经的仪器给出这么一个数据（还挺好看的），也算是某种苦中作乐的趣味，不禁令人哑然失笑，
哑然失笑啊。
呜呜呜。

队长是我

基于学科特点，很难像科学家 @吴思涵 一样枚举研究中的成图造像。翻了下手机相册，往往留下影像的是各种学术活动。于是想到，不如把今年四季里的主要活动各选一张留影放出来并辅以说明。
春天：在家乡的法学院做学术讲座，讲座结束后和发邀请的业内好友合影，应当事人要求换上猫头 。每年做一场近乎公益（不在乎听众来多少、不在乎在何处讲、不在乎有没有报酬）的学术讲座是入职后给自己定下的社会责任。



夏天：1. 第29届世界法哲学大会（IVR 2019），瑞士卢塞恩。和非常不容易凑起来但还是如约凑起来的伙伴们进行“法律与空间”主题的报告工作。闲暇溜达时在卢塞恩湖边朋友拍的。


夏天：2. 给某国司法官员讲一天培训课（英文），结束前答疑环节实在站不动，索性坐在了桌上。



秋天：1. 硕士导师来城里各大高校做了一轮巡讲。当时从高铁站接老师，老师手机里记着那阵子外出巡讲的地点。


秋天：2. 南开大学法学院把国际比较宪法学界巨佬Mark Tushnet请去做了好几场活动，遂和各地的业内同事们组团去看。那天看到南开院子里的花儿好美。活动中，南开一位非常令人尊敬的长辈拍了下面这张我发言的照片。也祝南开新成立的比较法中心越来越好。





冬天：1. 今年冬天在以色列参加比较宪法的研究组，遇到非常nice的各位同事。由于自己是组里甚至整个研究所年纪最小的research fellow，所以收获非常大。太多美好的瞬间，也希望组里的友情可以延续到未来。


冬天： 2.今年12月4日，和苏格兰同事在耶路撒冷的小酒馆里，庆祝我国第六个国家宪法日。



最后放一张我的猫江小拙，同时也是 @真知拙见KnowledgeHot 星球的吉祥物哦，感谢它和KH小球球里各位主笔，历经四季在科研之路上给我的陪伴。

清风寡欲

2019年8月，墨尔本。
第一次出远门开会不是单独一人。


第一次花了好几天用Illustrator做的小海报。

大力水手

谢邀 @真知拙见KnowledgeHot


像不像丝绸？



像不像山脉？



像不像只燃烧的纤纤细手


像不像神经细胞


都很像泼墨山水画呀

大力水手

夏天的时候在长沙做农药喷施检测的大田实验
穿着防水裤，全套防护，烈日炎炎几分钟就全湿透了。胶鞋里全都是水，中间还下着小雨，闷热至极，师弟弱不禁风，直接中暑。
就这么做了一天，从凌晨做到了晚上。
傍晚时分，彩云初上，喷农药用的是大疆无人机，飞手是已毕业的师兄。
所以有了下面几张照片，感觉那个景色是真的美。水稻田旁边是现代化的高铁，时不时的驶过，晚风徐徐，三三两两的农妇打着草帽从小路走过，夕阳西下，大疆返航，白鹭归巢。



返航（画质比较渣，因为原图没了，从自己朋友圈down的）



新月已生飞鸟外，落霞更在落日西