科技文物展览的情境构建与阐释策略
来源：
自然科学博物馆研究
作者：
沈 萌
发布时间：
2025-06-23 14:47
【摘要】科技文物需要经过一系列信息转译，才能向观众充分展现其科学原理、技术发展过程和社会背景。本文以“海外奇器——晚清士人眼中的西方科技世界”展览为例，探讨如何通过情境构建和多元开放式的阐释策略，对展品信息进行取舍和延展，将科学技术知识和科学文化更加有效、生动地传递给观众。
【关键词】科学博物馆；科技文物展览；科学史
科学仪器见证了人类探索世界奥秘的路径，技术发明与工业设备则是科学实践的社会化产物。科技文物作为科学和社会发展过程的缩影，是科学博物馆收藏、展陈的主要对象。如何呈现科学本质、科学形象和科学实践过程，帮助观众理解科技文物所蕴含的艰深的专业知识和复杂的历史信息，处理好人和器物的关系，是科技文物展览策划的核心问题。
科技发展受到政治、经济、文化等多方面的影响，整个社会不同身份的人都参与其中。但在传统的科技历史展览中，宏大的叙事结构只聚焦于著名的科学家和发明成果，科学思想争鸣与传播、民众参与科学活动和日常生活中的科技应用等历史面向则通常被忽略。现代“以人为中心”的策展理念提供了新的思路，通过历史场景的还原和观众与科技文物的交互体验，展现科技与人之间的多层次关联。
一、科学博物馆的收藏与展示特点
（一）收藏对象与展示方式的转变
18、19世纪西方自然科学飞速发展，世界博览会伴随工业革命而来，科技类博物馆逐渐独立发展。巴黎艺术与工艺博物馆、伦敦科学博物馆、维也纳技术博物馆、史密森尼博物馆、慕尼黑科学博物馆等机构，收藏、展示了丰富的科学革命和工业革命遗产，尤其是科学史上具有划时代意义的珍稀实验装置和科学发明。
近代西方科学博物馆的功能定位经历过两次重大变革：第一次是从内部收藏到公共展品，行业知识开始走向公众；第二次是从历史陈列到科学中心，展览内容从抽象原理转向互动实践。广义的科学博物馆有三个类别：一是自然博物馆，收藏展陈自然物品，如动植矿标本；二是科学工业博物馆，收藏展陈科技遗产，如科学实验仪器、技术发明、工业设备；三是科学中心，通常没有收藏，观众可以通过互动装置亲身体验科学原理和技术过程。
我国科技馆参照西方科学中心类型建立，以原理演示和互动体验为特点，科技文物藏品较少；专业科技博物馆的收藏和展陈则按主题各自独立，如古观象台、农业博物馆、陶瓷博物馆、丝绸博物馆、中草药博物馆、印刷博物馆、铁道博物馆、汽车博物馆、航空航天博物馆等。前者注重科学技术原理的普及，后者注重某一类科技的历时性发展，但对不同类别科技文物之间的相互联系及其背后的科学知识体系的共时性不够重视，对这些科学技术产生发展的社会背景、科技文物对社会生活的重要影响缺少全局把握。
（二）展览中的科学史叙事
随着博物馆学的定义逐渐转向“以人为中心”，科学博物馆应集收藏、保护、研究、展示、互动、教育于一体，让观众在历史情境中认知科学原理和技术演进过程，理解动植矿标本、科学仪器、技术发明与工业设备背后的近现代科学史，增强求知、探索和参与科技进步的意识和能力。近年来，随着国际科学教育理念的发展，国内一些博物馆开始探索科学史视野下的综合性科技文物展览。
“科技的力量”是中国国家博物馆推出的首个中国科学技术通史专题展览，共展出文物400余件、模型50余件，辅以图片图表、多媒体展示和互动项目。展陈内容上起甲骨文中的日食记录和干支表，下至“墨子号”量子科学实验卫星等当代科技成就，勾勒出从古至今中国科技与工业发展的基本脉络。古代科技文物按学科领域和技术门类展陈；近现代科技文物从“科学技术与工业”与社会历史的关系角度进行展示和阐释，淡化科学解释和时间线。
“百年器象——清华大学科学仪器历史展”是清华大学科学博物馆的筹备展，以20世纪世界科技史为背景，展示100余件校内外历史科学仪器，梳理清华百年科技历程。策展团队对重点展品做了深入研究，发表多篇学术论文。
上述两个展览都是以科技史为主线的科技文物展览，由于藏品资源、观众群体、展览规模的不同，立意和叙事各有侧重，但都是以宏大叙事为主体结构。“海外奇器——晚清士人眼中的西方科技世界”则另辟蹊径，以小见大、由浅入深，在梳理科技通史的基础上，以丰富的图文资料重现与科技文物相关的历史场景，提示了使冰冷的科技文物展览走向人性化的新路径。下文将详述其展陈策略。
二、“海外奇器——晚清士人眼中的西方科技世界”展陈策略分析
“海外奇器——晚清士人眼中的西方科技世界”展览由清华大学科学博物馆主办，展览地点在清华大学蒙民伟人文楼，展期为2024年3月至2025年3月。
（一）展览大纲
展览以晚清出洋士人对西方科技的记述为主线，通过100余件馆藏科学仪器和工业产品，辅以历史文本、影像和复原场景，重现19世纪中叶西方科学技术的兴盛对生活方式和社会风尚的极大改变。
第一单元“水路交通”（见图1）以时空之旅构建流畅展线：晚清士人乘坐蒸汽轮船漂洋过海，体认“寰宇”和“世界”的概念，乘坐蒸汽火车四处游历，探索奇异的西方科技世界。轮船和火车引出工业革命标志性发明——蒸汽机，以及各种蒸汽机的内部结构、运行原理、应用场景与深远影响。斌椿对航海仪器的记述与实物展品一一对应，旅行体验令人感同身受。
图1 第一单元“水陆交通”局部
第二单元“街头见闻”（见图2）展示了照相机、立体观片器、大真视镜、“魔灯”等19世纪早期摄影术相关科技发明和19世纪中后期西方都市的历史影像。摄影术的诞生为人类增添了记录、保存视觉图像的新方式。晚清士人踏上异国街头，观看相片，体验“摄人影入镜”。从日志到照片，主人公有了清晰的视觉形象，也让观众看到他们当时亲历的场景。
图2 第二单元“街头见闻”局部
第三单元“西人器用”展示了19、20世纪声、光、电等多方面的西方日常科技，并以维多利亚时期上流社会的书房陈设重现了博物学和科学文化的兴盛。电报、电话、留声机、电疗仪、X光机等电磁学应用科技的涌现，白炽灯、打字机、缝纫机等实用发明的改良推广，极大地改变了人们的生活，使晚清士人充分领略了科技的重要作用。
第四单元“博物致知”主要展示了18至19世纪的显微镜和望远镜。随着海陆交通的延展，西方探险家和博物学家远赴异邦，大量收集动植矿物标本，用显微镜仔细观察后绘制图像，分门别类加以著述，促进了博物学的发展。世界各地的标本汇集在珍奇柜中，造就了维多利亚时代的一大流行文化——“博物热”。光学仪器的研制和更迭，极大地推进了自然科学研究和科学文化普及。微小芥子，浩渺宇宙，晚清士人看到了前所未见的神奇世界，也将自己的身影留在大众参与科学的历史之中。
第五单元“格致之学”以天文学、生物学、数学等学科的教学用具与物理学演示实验仪器，展示了19世纪西方科学文化的传播方式。晚清士人在大学、博物馆、图书馆、英国皇家研究院等场所，通过科学家的演示实验和科普演讲，接触到西方器用背后的知识体系，参与到科学家和大众共同演绎的科学文化狂欢中。
（二）“主题叙事型”阐释策略
展览采取“主题叙事型”阐释策略，以晚清出洋士人旁观和亲历的双重体验，呈现科学文化盛行的19世纪西方世界的奇观与日常；运用科学史尤其是科学仪器史研究成果，梳理科学发明与科技文物的演进历程，利用照片、地图、画作、书籍、报刊、档案等多种类型的图文资料，重现科技文物的发明、传播和应用的生动场景。
展览通过历史场景的还原，揭示了科技文物背后的人，不仅有科学技术的发明者和传播者，还有科技文物的生产者和使用者。晚清出洋士人所见、所闻、所感的丰富体验，使观众代入第一视角，穿越时间和空间的双重阻隔，进入19世纪的西方科技世界，与历史和器物之间建立具体和直观的联系。
1.确立主题
近代中国人对西方科技和博物馆的认知，最初来自19世纪中后期晚清士人的域外游记和考察记。晚清域外旅行的记述文本数量众多，王锡祺《小方壶斋舆地丛钞》《补编》《再补编》《三补编》中收录的域外游记、考察记和舆地文献有1500多种，其中域外游记近百种。这些游记不仅记录了旅行者的个人体验，也呈现了中国人看世界的经历和转变。
“士人”是谁？展览采用了群像视角，以斌椿、张德彝、郭嵩焘和李圭等人的域外游历、考察记述串联展览内容。“奇器”为何？蒸汽机的发明和广泛应用彻底改变了西方世界，各类机械发明投入生产生活，远洋轮船往返于各大陆板块之间，蒸汽火车沿着铁路运人载物，商品贸易与文化交流空前繁荣。日常生活中的科技应用令出洋晚清士人赞叹不已，精密的科学仪器和新奇的科学发现更让他们惊异无比。
2.还原历史现场
科技文物离开了原始环境，成为了碎片化的存在。展览对科技文物的呈现，主要基于科学史研究者运用科学、历史学、社会学等方法论证的研究成果。面对有限的实物藏品和散碎的文献资料，策展人应该如何切入主题，搭建展览结构，对信息进行取舍和延伸，使之贴合观众的兴趣和理解力？
展览没有采用常见的政治史（世界局势、政治事件）和科技史（学科、技术分类）主框架，而是以旅行见闻为主线串联各单元主题和展品，巧妙地将科技文物、科技发展史、社会背景等多方面内容整合起来。
每个单元分为若干个场景，每个场景由展品、旅行日志和背景图组成。展品包含科技文物与仿真模型。背景图使用了古地图、老照片、绘画作品等历史图像，还原科技史上的重要节点和当时欧美各国街景风貌，使观众沉浸式地体验100多年前晚清士人的出洋感受。
3.多视角叠加
展览文本分为三个部分，分工明确，相互配合。第一部分是对展览主题的阐释，包括总序言、各单元简介和结语。第二部分是展品介绍，包括展品基本信息（名称、生产商、产地、时间、功能、原理、结构、特性等）和相关科技发展脉络。第三部分是以旅行日志中的见闻感悟还原展品的历史语境。旅行日志选段（第一人称视角）以亚克力板印制，安装在展柜上方的彩色展墙上，与直接喷绘打印在展墙上的展览介绍和展签上的展品介绍（第三人称视角）形成了明显的视觉区分。展品与旅行日志的内容信息匹配，时间大致吻合，通过不同视角叠加构建生动立体的历史图景。
（三）重点难点与解决途径
从展品分布情况，可以看出馆藏科技文物数量有限、类型不全。各单元采取不同的展陈策略，以实现展览的整体性和展线的连贯性。
1.梳理科学仪器史
与前三个单元以展签文字概述某类科技文物发展脉络的做法不同，第四单元直接以丰富的显微镜和望远镜实物展品折射18至19世纪西方博物学与天文学发展。
从列文虎克显微镜（复制品）、黄铜折叠放大镜、角制折叠放大镜、亚麻织物分析镜、口袋单式显微镜、威尔逊式螺纹镜筒显微镜等早期放大镜/显微镜，到可以将微观物体投射放大在屏幕上供人们观赏的日光、灯光投影显微镜（见图3），再到卡尔佩珀型复式单目显微镜（见封三）、卡夫型复式单目显微镜、卡夫型奈恩箱式复式显微镜、琼斯“最 先进”复式显微镜、“挑战”复式显微镜（见图4），次第呈现显微镜的发展演变。
图3 日光显微镜
（约翰·卡夫，英国伦敦，18世纪中期）
图4 “挑战”复式显微镜
（斯威夫特父子，英国伦敦，约1880年）
口袋单式显微镜、可折叠圆规式单式显微镜、袖珍六段式地面望远镜等便携式的光学用具，都是远途科考旅行必不可少的装备。从18世纪中期的单筒三段式望远镜、折射式望远镜，到19世纪末期的地面双筒望远镜，手持望远镜的使用场景从航海、军事逐渐延伸至观星、观鸟、徒步旅行和观赏体育比赛等休闲活动。
天文望远镜拉近了人们与遥远星空的距离。大型台式望远镜可以更换目镜筒以分别进行陆地观测和天体观测。1¼英寸中天望远镜可以精确观测恒星位置，用于编制航海年历或设置航海钟时间。大型格雷戈里反射式望远镜与郭嵩焘在牛津大学天文台使用过的望远镜近似（见封三），他在那里观测金星并验证了徐寿总结的金星运行规律。大型五段式图书馆望远镜上装有约翰·多隆德发明的消色差透镜，这种新型透镜也被郭嵩焘记录在参观镜片加工厂的日志中。
2. 信息扩展与场景侧写
若仅用实物展品来构建展览，展览叙事必然会出现断裂。策展团队以仿真模型、历史图像、视频说明等多种形式进行信息扩展与场景侧写，有效填补实物展品缺位，并展示科学文化传播史。
第一单元的19世纪初古董仿真模型准确呈现出单缸蒸汽机、梁式蒸汽机、斜轴蒸汽机、瓦特蒸汽机（见封三）的结构特征。瓦特绘制的带有太阳行星齿轮的旋转式蒸汽机图纸，苏格兰画家詹姆斯·劳德描绘的瓦特发明蒸汽机的传说故事，康有为的《赞瓦特诗》，水晶宫国际工业博览会和巴黎万国博览会机械展区的热闹景象，李圭在费城博览会的考里斯蒸汽机见闻……众多展品交织出蒸汽机发明、发展和应用的生动场景。
晚清出洋士人的身份、目的与际遇各异，人物与展品之间并无直接联系。轮船、火车的仿真模型并不指向具体某个人的某次出行，而是辅以世界地图和火车站主题画作，勾画出旅行场景。“飞云号”飞剪船曾以当时的最快速度连接中国与世界（见图5）。“帕特号”克兰普顿机车代表着蒸汽火车速度和稳定性的提高（见图6）。
图5 “飞云号”飞剪船模型（该船建于美国马萨诸塞州东波士顿，于1851年首次下水）
图6 带煤水车的“帕特号”克兰普顿机车模型（约1850年）
第五单元的演示真空泵（见图7）、静电起电机（见图8）是街头、沙龙、公开讲座和物理课上的经典演示实验装置。电视屏幕循环播放着真空管技术应用报道、静电演示实验和超导简介之零电阻现象演示实验的视频（见封三），弥补了静态展陈的不足。
图7 演示真空泵（勒诺与福斯特公司，奥地利维也纳，约1900年）
图8 静电起电机（约1920年）
3.巧用展品与背景资料的时间差
第一单元的历史图像比展品和出行日志都要早几十年，有助于体现晚清出洋士人与西方科技世界的认知差距。从张德彝绘制的“地球图”和相关记述（1870年）可以看出他对世界地理有了全新认识，但与一旁的《世界地图》（约1794年）相比仍有明显差距。1830年英国曼彻斯特利物浦路车站的主题画作和“火箭号”蒸汽机车的剪影，揭示了交通运输业巨大变革之始；斌椿在《初乘火轮车》（1866年）中的惊叹与畅想，则预言了中国近代铁路的发展。
第三单元的历史图像与展品和出行日志时间相近，可以看出晚清出洋士人因身处异国而较早接触最新奇的科技发明；个别展品时间远晚于历史图像和出行日志，体现该类科技发明后续的发展演变。1896年，介绍世界前沿科技的《科学美国人》杂志刊登了爱迪生的X射线设备；与此同时，李鸿章在柏林已有亲身体验，X光片清晰显示他左眼下方有一颗弹头，那是他在《马关条约》签订前夕遭到枪击后遗留的。在1876年华盛顿专 利局发给贝尔的专 利模型上，可以看到电话机简陋的原始样式；次年，中国驻英使团就在伦敦使用了电话机，郭嵩焘和张德彝都记录了这次新奇的体验；1895年的301型讲坛形壁挂式电话则非常精致，以斜面书写台将部件巧妙隐藏（见图9）。
图9 301型讲坛形壁挂式电话（L.M.爱立信公司，瑞典斯德哥尔摩，1895年）
4.书写偏重与展示对照
第二单元的肖像墙展示了晚清士人在西方世界留下的珍贵影像：中国派往西方的第一个官方考察团斌椿使团（斯德哥尔摩，1866年）、蒲安臣带领的中国第一个外交使团（纽约，1868年）、中国首任驻英法公使郭嵩焘（伦敦，1878年）、留美幼童组建的棒球队（美国，1878年）、驻英法俄大使曾纪泽（伦敦，约1880年）、李鸿章和俾斯麦对望的瞬间（德国，1896年）、中国第一个驻日使团（日本，1900-1905年）……这些照片都被郑重地装饰在画框中（见封三）。而在肖像墙下方的书桌抽屉中，展览以“隐藏彩蛋”的形式介绍了六位最早出洋的晚清女性：梁氏（郭嵩焘之妾）、金雅梅、许金訇、康爱德、石美玉和单士厘。她们在世界舞台上实现了很多个“第一次”，为国家和社会做了很多贡献，却鲜为人知。“隐藏”的展陈设计，巧妙地与她们在近代史上的地位形成互文。
5.模拟展示与互动装置
模拟展示和互动装置可以调动观众的视觉、听觉和触觉，调节观展节奏，丰富观展体验。
欧洲城市街景以多种形式呈现于展品和演示装置中。大真视镜（见图10）上方四周悬挂着黑白街景照片，旁边白墙上以投影仪演示着彩色幻灯片放映效果。从古董立体镜可以看到张德彝同款“西洋景”（见图11），有趣的是，其中一个立体镜展示的正是一位女性用立体镜观看立体相片的情景。窗户装置中循环播放着1880－1890年间纽约、巴黎、伦敦街景。拿起留声机和圆筒唱片旁边的听筒，按下按钮，可以听到唱片中1880年的美国流行歌曲《再见，再见，你会忘记我的》（见封三）。这一切共同营造出晚清士人当年漫步街头的氛围：新奇的视听娱乐、繁华整齐的街道、忙碌的码头运输、迅捷的邮传、天花乱坠的喷泉、男女携手同行……
图10 大真视镜（卡罗·庞蒂，意大利威尼斯，约1870年）
图11 “魔灯”的彩色幻灯片（德国，约19世纪下半叶）
复原场景的书桌上有地球仪、地图、钟表和打字机，橱柜上放置着药箱和雾化器，珍奇柜里有恐龙蛋、菊石、鹦鹉螺、珊瑚、动物骨骼标本等（见图12），旁边的互动装置与书房陈设对应，可以打开查看展品介绍（见图13）。摩尔斯电报站上方悬挂着的白色背板上列有英文字母的摩尔斯电码和一个小谜题，等待有心人破解。观众还可以使用放大镜观看显微镜装片中的标本（见图14）。
图12 维多利亚时期达里尼书房场景复原
图13 书房场景互动体验
图14 标本观察互动体验
（四）展厅的延伸
展览地点位于清华大学校园内，社会公众预约入校难度较大，这也是高校博物馆普遍存在的满足观众参观需求和维护校园秩序之间的矛盾。而线上展厅、视频导览、学术沙龙等形式可以有效传播展览内容，为突破困境提供可行方案。
线上展厅是实体展厅的3D全景展示，展览结束后亦可留存，不受时间和空间限制，供广大观众任意参观。线上展厅共设置31个场景，可按动线参观，也可随意浏览，或选择VR模式。点击场景中展品上的放大镜标识，可以看到详细的中英文展品信息和多角度高清照片。
先导宣传片阐释了展览立意，引领观众体会中西方文化碰撞带来的深度思考。短视频分别介绍了10多件展品的科学原理、性能特点和研制过程。单元导览则详述重点展品的来历、原理、趣事，介绍其发明、推广的社会背景和相关历史人物。
学术沙龙有助于观众深入理解展览相关的科技史研究，主题各有侧重，分别为“美洲之前的亚洲——西方古地图与世界想象”“好奇与科技——工业启蒙中的科学精神”“奇仪重器——探索科学博物馆的奥秘”“晚清报刊与摄影术的传入”和“展示中国与睁眼看世界——李圭的环球之旅”。
三、余 论
科技文物蕴含着深奥的科学原理、运行机制、技术演变信息，同时又承载着复杂的历史文化信息。当观众以纯粹的旅行者视角去理解展览中被选取剪裁后的日志内容时，可以凭借眼前相对应的科技文物和历史影像，畅游在19、20世纪的西方科学文化中。但笼统的“晚清士人”群像所蕴藏的复杂历史意涵，也很容易被这种巧妙的展陈手法过滤掉。
或许是出于观众代入式观展体验的考虑，展览淡化了这些人物的出行背景。第二次鸦片战争后，清政府被迫调整“闭关锁国”的外交策略。晚清出洋士人身处中西政治、文化交流碰撞的最前沿，他们对西方政治文明和物质文明的观察和体验，是时人认识世界与获取洋务新知的重要来源；他们的所见所得，一部分是与普通人相同的新奇旅行体验，更多的则是受政治身份限定的特殊际遇。
斌椿使团是近代中国第一批直接观察西方的清朝官员。他们随同海关总税务司赫德出访游历，以一百多天时间考察欧洲十多个国家的“山川形胜、风土人情”，政治身份不高却受到各国礼遇。斌椿的《乘槎笔记》经过总理衙门节选后被书商争相刊刻；张德彝的《航海述奇》连载于《申报》，并有申报丛书铅印本。英国翻译官马嘉理在1874年的工作日志中记述了一段趣事：长江水师岳州镇陆溪营螺山汛的一位基层武官，因熟读《乘槎笔记》而了解他从未见过的外国人。马嘉理受到他彬彬有礼的接待和回访，并向他借阅此书。
郭嵩焘作为中国第一位驻外公使前往英国，带着“滇案”的屈辱使命抵达伦敦，起因恰是马嘉理之死。与前几个使团或游历、或考察、或修约的临时任务不同，郭嵩焘使英开创了近代中国向外国正式派遣公使的先例，奠定了中国的使馆制度。驻使英法的两年内，他奏请设立领事馆、禁止鸦片、纂辑通商则例等外交、经济要务，交涉处理各种外交纠纷，并通过梁氏以“夫人外交”的西方茶会社交礼仪开展使团活动。他不仅重视科技实业，更深入思考中西政治、经济、文化、教育差异，还提出以工商业博览会的方式开办上海博物院。但郭嵩焘屡屡受到副使刘锡鸿的弹劾，《使西纪程》被禁止刊行。从《英轺日记》与《使西纪程》《伦敦与巴黎日记》抵牾之处，可以窥见当时顽固派对洋务派的掣肘。
究其原因，仍需审视他们各自不同的出行意图与政治使命。这场科学之旅充满了新奇体验，但西方科学世界的主人在展览中却处于隐身状态。晚清士人与谁同行，所见、所闻、所感，源自什么样的安排？这是展览回避的重要问题。
科技文物蕴含着复杂的政治、经济、社会关系，任何一种单一的叙述逻辑都不可能完全涵盖。毋庸置疑的是，科技文物改变了生活的方方面面，推动社会不断发展，它们不是孤立的机械器物，而是凝结着人类智慧与审美的综合产物，记录着不同文化的交流和碰撞。只有通过科学史研究深度挖掘科技文物背后的历史信息，才能还原其产生、发展的过程，反思人类对科学技术的探求方式。科技文物展览应是科技与人文、艺术的结合，可以通过多种类型的表达手段将其文化内涵更有效、生动地传递给观众，回应观众“透物见史”“透物见人”的观展期待。
