科幻动画视角下国产科教片的当代审视

【内容摘要】国产动画历史研究，一般以上海美术电影制片厂等制作的动画片为文本。而有很多动画段落的国产科教片，不仅可纳入国产动画的视野，且有助于国产科幻动画的创意。本文总结了国产科教片中的动画样式，梳理了其动画构思与动画创意模式，提出了科教片对于科幻动画创作的促进建议。

【关键词】科教片；科幻动画；仿像

基于新中国成立以来动画片、故事片、科教片的类型划分，上海美术电影制片厂等制作的动画片，成了国产动画史研究的唯一文本。其实，这种分类早在2009年就遭到了云集科幻想象、数字特效、动画技术的美国电影《阿凡达》的挑战，动画与故事片之间的分别日渐减损。

20世纪50年代至1995年，很多国产科教片中不仅有动画片段，甚至还有动画科教片的文本。故将国产科教片纳入国产动画史的研究，审视其当代的价值应该有助于提升国产科幻动画的创意水平。

一、国产科教片中的动画文本

新中国成立时，民众识字率极低，为了普及农业、工业、科技等知识，中国农业电影制片厂（1949年）、上海科学教育电影制片厂（1953年）、北京科学教育电影制片厂（1960年）相继成立，都设有动画制作部，并成为国产科教片生产的骨干。上海科学教育电影制片厂60年代初拍摄了《金小蜂与红蛉虫》《知识老人》（1962年）等科教片。其中《知识老人》采用了“动画与真人结合的方式表现知识老人、小朋友和拟人化的空气娃娃对话，甚至请拟人化的氧气用歌声来回答小朋友的问题，既有童趣，又准确地传递了科学知识，同时也不会将知识老人误会成是神话人物”①。“文革”之后，上海科学教育电影制片厂运用动画、显微镜、摄影等手段拍摄了《中国冰川》《试管苗》《地壳运动》《蜜蜂王国》《细胞重建》等。②北京科学教育电影制片厂不仅有类似的作品，更是在高科技、历史考古等题材方面，独树一帜。

到20世纪90年代初，由于电视的普及和录像业的兴起，以及各种文化生活的丰富，电影观众数量暴跌，电影业面临经济困难的巨大压力。③新中国成立至1995年间，中国电影生产故事片7670部（其中舞台艺术片470部）、新闻纪录片1240部、美术片650部、科教片4800部。④科教片的数量是美术片的8倍。

但国产科教片，一直处于被国产动画研究规避的状态。本文将梳理此时段的国产科教片中的动画创作，辨析科教片与动画片间的异同。

二、国产科教片中的动画样式

科教片中的动画展示了“清晰、明了、准确的科学内容”。⑤对于一些时过境迁的、过于微观或者宏观的知识，不得不靠动画来呈现。

（一）对自然现象的仿像

仿像，即通过动画或者动图，再现那些无法直观的结构、运行机制等。

科教片《内燃机》（1962年）以二维手绘的黑白动图，展示了汽车内燃机的剖面结构、活塞运动以及各个环节的联动。《崛起的第三金属——钛》（1985年）借助动画展示了钛金属表面形成了氧化膜后，具有很强的防腐性。而《都江堰》（1980年）则通过动图与实景互为叠映，展示了都江堰的地形、鲨鱼嘴的分水、泄洪、排沙的原理。《遥感》（1980年）用动画，揭示了飞机通过天线向地面发射微波，再接收从地面返回的微波，测试地面浅表的地貌和地形图。而《蜜蜂王国》（1981年）借助图标，勾连了三叶草、雄蜂、老鼠、猫之间的生物链。

上述科教片中的原理展示相对简单，而《古潜山油田》（1975年）采取了动画与实景相衔接、动画与实景合成、实景与特技、模型结合等方法，展示了不同地质年代地壳的变化以及古代潜山油田形成的过程。⑥

（二）对自然机理的拟人化比喻

动画拟人化的技法，多用于解释一些过于深奥或者前沿性的科技知识。而将“动画拟人化”作为叙事的科教片，则应归属科教动画片。

面对一个视觉形象匮乏且时过境迁的事件，又不能采取扮演的方式来虚假追述，《生命与蛋白质——人工合成胰岛素》（1980年）只能把氨基酸幻化成一个个动画小人，经过重重困难克服无数拉错手的错误，才使小人按1、2、3……顺序正确拉起手来，再将两条长龙（A、B 链）连接。世界上第一例人工合成胰岛素研制成功了。⑦该片获1980年文化部优秀影片奖，1981年第一届金鸡奖最佳科教片奖。《神奇之果——沙棘的开发与利用》（1984年）中，曼妙起舞的浅粉色少女代表人体的酶，而用光头黑衣人来代表有害的自由基，穷凶极恶的自由基持枪对酶发起了攻击，而沙棘中的营养物质帮助酶战胜了自由基。《小水珠讲故事——啊，三角形》（1987年）用一個“三角”的动画形象贯穿全片，通过木楔、滑梯、斧头、螺旋和盘山道等实例讲解了三角形的原理及其应用。⑧

《中国沼气·沼气发酵》（1981年）利用动画展示了沼气细菌的生物化学反应过程，纤维素分解细菌手拿利斧出来咚咚地把秸杆砍碎，使其中的纤维素（大分子化合物）与水分子溶合，变成葡萄糖（其分子比纤维素分子稍小）；酸细菌又持钢锯出来哧哧地锯断了葡萄糖分子的化学键，使其分解成乙酸（其分子比葡萄糖分子还小）;甲烷细菌又出来用手掰断了乙酸分子的化学键，使之变成最简单的碳氢化合物——甲烷，而多余的二氧化碳成为无用的气体挥发出去。⑨几组动画准确、生动、形象地体现了秸杆、粪便、水变沼气的科学原理，形式有点夸张，创作思想发挥了想象的作用，但科学内容并不失真。就这样，影片把不易表现的、深奥的、分子水平的科学内容，浅显明白地表现了出来，出人意外地受到观众的欢迎。⑩

黄瓜花叶病毒是比细菌还要小得多的微生物，它侵入植物细胞核里，大量自我复制，危害植物。科学家们发现了一种叫卫星RNA的遗传物质，也可复制自己并阻挡病毒的复制。《攻克植物癌症》（1991年）中的动画主要表现卫星RNA与病毒在细胞核的染色体上展开争夺生存（复制）权的斗争并战胜了病毒。该片动画不仅表现了争夺战，还表现了细胞核的质感和纵深感。片中的动画不仅是多层平台的常规摄制，还有机器与台面的同步同向转动，灯光跟踪动画形象、超量曝光、半曝光、多次曝光，水纹玻璃的运用，以及模型与动画结合等一些特殊技巧。

（三）童话风格科教片的动画演绎

童话没有年龄限制和跨文化的区隔，即使相隔万里的欧美儿童文学，我们依然能够感受其中的童趣。

根据《十万个为什么》图书改编的新中国首部童话风格的动画科教片《知识老人》（1962年），用小女孩的形象代表活泼的气体，用老态龙钟的人物形象代表惰性气体。此后，《小太阳》（1963年）、《一支铅笔》（1965年）、《台风》（1984年）等童话风格的科教动画片日渐增多。

《一支铅笔》（1965年）的片名是利用定格动画，让一堆五颜六色的铅笔自动排列而成。然后，躺着的小铅笔忽然站了起来，像打开柜门一样，展示完自己的剖面性构造后，“铅笔人”合上身体，从桌上跳到地下，越伸越长，越变越大，变成小火箭。孩子们爬上小火箭，从地面飞到天空，飞过北海公园上空、飞过颐和园上空、飞到了大森林。影片结尾，众多的铅笔人唱歌跳舞。在上海美术电影制片厂协助下，整个影片是实景拍摄、动画、特技摄影、后期合成等多种手段完成的。

（四）动画科教片的问世

随着科教片观念的嬗变，动画在科教片中逐渐增大了占比，形成了动画科教片。

90分钟的《生物进化》（1979年），动画就近20分钟。30个镜头，用了一年，精心制作了3400 张动画画稿。动画形象、精炼地展示了鱼鳃变成了颚、鱼鳍之后，分别演化为翼或者四肢的海洋生物进化的漫长历程。

台风的纵横空域往往高达十几公里， 宽约一千多公里，有强大的破坏力，摄影机无法拍摄其全貌和正在发生的情景。《台风》（1981年）中的房屋倒塌、堤坝缺口、船只沉没、卫星、飞机探测等等，都是运用特技来表现。上海科学教育电影制片厂在江苏太湖边上，专门搞了一个特技场，造了两艘长达七米左右的万吨轮模型，放到假定太湖中去航行，拍摄时人钻到水下去，推动和摇晃万吨轮模型，再用马达激起浪花，使船晃动，逼真地表现了万吨巨轮在台风中的漂摇。影片中的科学原理大部分是借助动画展示的。

《相似》（1992年）是我国首部用电脑三维动画制作并记录在胶片上的动画科教片。它讲的内容涉及物理学、数学、生物学、医学、仿生学等知识，介绍事物形象相似、结构相似、自相似、功能相似等规律。影片中利用三维立体动画，把冰糖碎片飞溅的镜头表现得真实而有冲击力，说明了晶体不论大小都自相似；讲解功能相似的画面，则是科学家用仿生学发明了与响尾蛇功能相似的响尾蛇导弹、击毁靶机的三维动画。

三、科教片对科幻动画的作用

新中国成立后，动画片观众定位于低幼儿童，其题材上仅限于神话、童话等，而科教片题材则涉及科技、农业、工业、医药、历史、考古等各个学科，既有以科学真实为圭臬的深度透视，也有未来性的前瞻，更有趣味的科教童话片。科教片中的动画样式与作用不断地演进，为科幻动画做了大量的尝试和补充。

（一）自然的玄奇有助于打破动画创作者的认知定式

《蓝色的血液》（1980年）介绍了深层海底生物鲎，其血液的蓝色，原因在于血液中只有一种无法分裂的、多功能的变形细胞。而已进化的动物的红色血液则有可分裂的多种细胞。科学家根据鲎遇细菌侵入、细胞没有抵抗能力的特性，把鲎的血液加工成鲎试剂。刚出生时的小鲎没有尾巴，叫三幼虫，和六亿年前古生物三叶虫有密切的亲缘关系。鲎在三亿年前，就在闽粤沿海出现了，由于它有着坚硬的“盔甲”，强敌奈何它不得，所以一代一代地活下来。但又由于它进化缓慢，一直保持着原始的形象，被称为活化石。

科教片涵盖无穷大的宏观世界和无穷小的微观世界，在显微镜下，土壤是一种精细的混合物，其中含有石灰石、黏土、石英、铁的氧化物、其他矿物质、盐类以及各种动植物腐烂而成的有机物质，如果把一块普通的花岗岩表面打磨光，就立即可以看出，这块石头是由三种不同物质（石英、长石和云母）的小晶粒牢固结合在一起组成的。借助特殊拍摄技巧，表现了昆虫生态知识的《身体构造与功能》（1982年），让观众可以仔细地分清蜻蜓怎样飞行、由一万多只小眼组成的复眼如何分辨东西，以及昆虫形形色色的嘴怎样吃多种多样的食物、昆虫奇形怪状的触角都有哪些用处、有的昆虫为什么会鸣叫等等。该片中的昆虫就有四十多种，另有十几种小动物亮相，这在国外同类影片中也不多见。

这些认知都将有助于动画创作者突破习以为常的认知模式，对大自然产生敬畏感，拓展视野的同时，也能感受到宇宙的玄奇和壮观。

（二）澄怀味象的创意过程

针对不同学科的选题，科教片编导都要不辞劳苦地学习、研究、思考，并加以深入浅出地表达。1983年底，北京科学教育电影制片厂编导王树楷选择了遭到同事质疑的“钛”的选题。当时连一个钛的分子式都读不出的王树楷，每天要花费十几个小时来翻阅大量国内外冶金史、钛发展史等资料；求助不同的业务部门，组织人去查找、计算、总结、核实一些数据，他渐渐认同了科学家的预测：钛作为新金属的历史不过30多年，但21世纪将是钛的世纪。该片以其深刻、前沿性和通俗性，获得了1985年文化部优秀影片奖、第六届电影金鸡奖最佳科教片奖。

而上海科學教育电影制片厂编导蔡锋为拍摄《蜜蜂王国》（1981年），自费买了一群蜜蜂养在家中，先后亲自养蜂两年多，甚至熟悉了蜜蜂的性情、脾气和动作细节，能分辨出蜜蜂喜、怒、哀、乐时发出的各种声音，甚至能指挥蜜蜂做出他拍摄所需要的各种动作。

可见，科教片的创作过程，经历了茫然、求取、深知、形象传达的艰难环节，这与科幻动画的创意过程是异曲同工，创意阶段可以漫无涯际地遥想，但是到造型设计阶段，这些形象需要科技知识的附加和融合。

（三）历史题材科教片中的意与象

1988年以来，北京科学教育电影制片厂完成了众多文物考古科教电影——《中国文明曙光》（包括四集《红山文化》《马家窑文化》《长岛古文化》《良渚文化》）、《云南青铜文化》《契丹考古》《揭开古文明之谜》《克什克腾岩画》等。这些考古文化科教片大量使用了动画手法。《红山文化》在两分钟的序幕中，以菊花有分有合的动画展现了深刻的寓意。编导鲁明自1985年开始，就受教于倡导考古学板块说的著名考古学家苏秉琦。苏秉琦把中国大地上数以千计的新石器遗址划分为六大板块，其中又细分为一些更小的板块。这些大大小小的板块不断地碰撞，就是原始文化的交流。该学说确立了中华文明起源的多元论，这揭橥了中华文明之所以独具特色、丰富多彩、连绵不断，数千年来始终屹立于世界东方的原因。《马家窑文化》用了11个动画片段展示了古代墓葬、生活、文物等。有展示羊骨骸、纺织中的捻线、男女墓葬的器物、人殉葬、房舍的动图，还有妇女走向河边提水的动画片段。这些动画片段不再是表层的表演，而是激荡着文化波涛的形象。这些科教片将拓展动画创作者的文化纵深，更加坚定中国人的“文化自信”。

四、国产科教片促生科幻动画素养

继《铁臂阿童木》（1963年）之后，日本动画《攻壳机动队》（1995年）、美国动画《黑客帝国》（2003年）相继掀起了科幻动画的浪潮。2019年的《流浪地球》开启了国产科幻电影的进程。

科幻电影（包括动画）是在科技高度发展时代，人们对自身的探讨或对未来科技的畅想，以刻画人性和人类的生存发展为核心题材，帮助人们了解人类并战胜自己的欲望，克服人类的异化，展示未来社会发展的图景。

自然、科学、科教片、科幻动画之间的关联是什么，国产科幻动画创作者如何搭建自身的框架？这些问题都值得人们进一步思索。

自然是人类存身的所在。科学依靠实验结果、数据、观察、测量，但首先在头脑中形成假想，然后看这个假想是否符合事实。科学催促我们要时刻保持开放，接受新思想，同时要允许持异端观点的人和严格的怀疑论者，对包括新思想、新经验和新知识进行验证。在此过程中，科学精神与艺术情感是“同形异构”的关系。深层次讲，“精神”一词来源于拉丁语的“呼吸”。我们呼吸的是空气，无论空气如何稀薄，但它是物质这一点却是毫无疑问的。无论“精神”一词在用法上多么相互冲突，其含义与物质无关，与科学王国内的事物无关，甚至于有时我们感觉到用起这个词来很自由。科学不仅仅与精神性相一致，而且本身就是精神性的底蕴深厚的源泉。当我们认识到我们在浩瀚无垠之中的位置和时间通道中的位置的时候，当我们抓住生命中其错综复杂、其美轮美奂、其精细微妙时，所产生的那种欢欣鼓舞和谦逊交织而成的飞腾上升的情感，无疑就是精神。

与精神相通的科学是“解谜”，科教片是相对浅显的“解密”，而科幻动画则是“解密”与“解谜”的混合。英语animation（动画）词根anim，本意就是能喘气的。拉丁词根anim（呼吸、喘气）和希腊词根anem（风）同源，最终都源自原始印欧语词根*ane（呼吸）。可见，科幻动画在本源上与“精神”同流。

而且，貌似来源于原始想象的西方神秘学传统也与科学有关，这个鱼龙混杂的领域类似于中国的术数或玄学，包含魔法、巫术、炼金术、占星学、灵知主义、赫尔墨斯主义及其他许多内容，中国人对它十分陌生。事实上，神秘学传统可谓西方思想文化中足以与“理性”“信仰”三足鼎立的重要传统，与科学尤其是技术传统有密切的关系。不了解神秘学传统，我们对西方科学、技术、宗教、文学、艺术等的理解就无法真正深入。

真正的科幻小说或科幻动画，都是对未来社会与科技的颠覆性的想象。H.G.威尔斯的《隐行人》（1897年）就设想了透明隐身人；《星舰迷航Ⅳ∶抢救未来》（1986年）中利用“隐蔽装置”，让宇宙飞船在光线下和雷达中隐形；J.K.罗琳的《哈利·波特》（最早始于1996年）系列中有隐身衣；J.R.R.托尔金创作《霍比特人》（1937年）中有可隐形的指环。但至少一个世纪的时间里，物理学家对于隐身衣存在的可能性不屑一顾，断言它们是不可能存在的：它们违反了光学定律，并且不符合任何已知物质的属性。但如今不可能或许能成为可能。

由于种种原因，具有五千年灿烂文化的中国在近代科技方面落后于西方，尽管当今的中国科技领域在弯道反超，但是科学精神还没有完全进入到我们的电影文化中。而国产科教片则进行了弘扬科学精神的践履。

20世纪60年代的科教片从50年代的技术型转向为知识型，普遍加强与提高了影片的艺术感染力， 努力使观众在一种独特的艺术享受中接受科学知识，并受到科学与智慧的启迪。除此之外，其他类型的科教片也悄然兴起，如科学幻想片（《小太阳》）、科学童话片（《知识老人》）、科学考察片（《泥石流》）等。80年代的科教片仍沿着知识型前进，并向深层发展，一方面涉猎新兴科学，向人们介绍最新的科学技术知识；另一方面，探求大自然更加细微的科学细节，以向人们展示鲜为人知的自然奥秘。有学界甚至提出了“科技美学”的概念。20世纪90年代以后，国产科教片出现了低迷。即便如此，1995年以前的国产科教片，依然是中国科幻动画走向繁荣的重要资源。

国产科教片题材除了理、工、农、医、牧、渔、天文、地质、生物等学科外，还涉猎了传统美术系列，如《荣宝斋的木板水印画》（1956年）、《中国画花鸟画》（1980年）；“美术家系列”，如1980年的《浅予画舞》《苦禅画鹰》、1979年的《敦煌艺术》《书法艺术》，1985年的“画苑掇英-上海当代中国画”系列（3部）之山水篇；历史古建方面，有欧洲建筑（1990年前后的《歐洲建筑》《欧洲古建保护》《欧洲名城保护》）、《古都北京》（1979年）等；工艺美术的科教片有《中国地毯》（1960年）、1977年的《北京地毯》《雕漆》、1978年的《苏州刺绣》《古剑》、1980年的《中国漆器》《石雕》、1981年的《曲儒微雕艺术》、1988年的《无锡惠山泥人》等，考古题材有《西汉古尸研究》（1973年）。

“电影工业美学是对电影中艺术与传媒、艺术与工业等诸多‘二元对立的认知与辩证，更具有科学研究的‘折衷主义方法。”这个观点同样适用于科幻动画思维，即借助国产科教片中的动画创作，贯通科学与动画的悬隔之后，国产科幻动画创意思维将有可能灿然而生。

注释：

①②中共上海市委党史研究室、上海市现代上海研究中心：《口述上海——电影往事》，上海教育出版社2008年版，第193页、第167页。

③⑦⑧杨力、高广元、朱建中：《中国科教电影发展史》，复旦大学出版社2010年版，第395页、第186页、第264页、第94页、第364-365页。

④鲁明：《艰难与辉煌——科教电影亲历》，中国电影出版社2013年版，第29页、第141-148页。

⑤王植民：《〈攻克〉动画谈》，《电影艺术》1992年第6期。

⑥冬阳：《别具一格的〈古潜山油田〉》，《电影评介》1979年第8期。

⑨⑩杨力：《科教影视创作的美学思考》，学习出版社1996年版，第22页、第23页、第239页。

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（作者系中国传媒大学动画与数字艺术学院副教授、硕士生导师）

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