科學繪圖，與自然史的發展息息相關。在出版、攝影技術都不甚純熟的過去，利用科學繪圖記錄學者們所觀察到的事物樣貌，是非常重要的一步。時至今日，科技進步、攝影方便，科學繪圖卻依然在自然史研究中占有非常重要的地位。但在大眾心中，對於科學繪圖的定義可能不甚明瞭。本刊採訪國立臺灣大學植物標本館館長胡哲明教授，一談臺灣植物科學繪畫的發展。
✿ 科學繪圖的起源
科學繪圖的發展起源於歐洲的文藝復興時期，在此之前，人們普遍認為科學和藝術是光譜的兩端，彼此毫不相關。但到了15世紀的文藝復興時期，人們開始以科學的眼光重新認識自然萬物，試圖以筆記錄下自己的觀察。在此之前，人們已經利用圖像來記錄自己對世界的觀察。像是本草學的書籍（圖1）、早期的植物圖譜，有些甚至是公元前的書籍中，就可以見到利用圖繪輔助文字說明的例子。
文藝復興時期的不同之處，在於科學與繪圖真正結合一起，對於科學家及畫家都有很大的衝擊。同時也開啟了一個意識：如果在學習科學知識的時候，以清楚的圖繪表示，無論是在教學上或是傳播上，都有很大的助益。其中的佼佼者，像是達文西，留下了大量的圖繪筆記，仔細而詳實地描繪了自己對於世界的觀察，包含了人體、植物、工程設計等等領域。
到了18世紀大航海時代，西方透過遠航，探險過往所不知道的世界時，認識了大量的新物種，開闊眼界的同時，也促進了分類學的發展。為了記錄生物的多樣性，科學繪圖為當時攝影技巧不純熟時最好的選擇；不少遠航的船隻上，都會有繪師隨行。相較於採集活體可能死亡，或是製成標本後的失真情況（像是植物標本壓成平面，失去原有的立體結構），科學繪圖作為傳遞物件訊息的方式，比起單純的文字記述，繪圖所傳遞出的訊息，並不會遜色。在富裕一點的人家或是皇家船隊中，繪師的工作除了記錄異地風土，還會繪製一些特別精美的圖片，以供贊助者賞玩。這個風氣導致了植物學藝術（Botanical Art）的興起，這些精美的畫作呈現出了繪師細緻的觀察力與精細的描繪技巧，但繪製時繪師不需要考量科學目的，在呈現上也不會力求植物完整的細節面貌以及特徵。
✿ 科學繪圖的定義
胡哲明指出，科學繪圖的首要目的即是需要符合科學目的，也就是圖上需要描繪出足以辨認出該物種的特徵。科學繪圖應用於自然史的研究中，也就是說植物、動物、昆蟲、地質等觀察，都可以利用科學繪圖加以記錄。
當我們看到一張植物的科學繪圖時，往往除了植物本株，周圍還會繪製出許多細節：像是花開時，花蕊的形態；又或是果實成熟時，其種子是什麼樣子。這些細節，可以反映出超越時空的植物完整面貌。人們當下觀察時，不一定能夠同時看到植物開花結果的樣子（有些植物本身即不會同時開花結果），但透過植物科學繪圖，卻可以讓人看到植物的完整面貌。一如牧野富太郎（1862－1957）曾於《植物學雜誌》中發表的〈貉藻〉科學繪圖中呈現出了「只在日本才會開的花」。貉藻是一種食蟲植物，在歐洲、印度、澳洲等地都可以見到，但只有生長在日本貉藻會開花，甚至又被稱為「夢幻花朵」。牧野富太郎所繪製下來的貉藻花朵樣貌，後來被出版於知名的植物分類書《Das Pflanzenreich》中，讓全球的植物學家都可以見到在自己觀察中不曾見到的花朵。
✿ 臺灣科學繪圖的發展
臺灣植物科學繪圖發展可說是一條與政治史並進的發展道路，「植物學」這門學科是由西方興起的學科，日本植物學發展之初，是將採集到的標本送往國外，請國外的學者辨認並命名學名。隨著日本植物學的研究成熟後，隨著帝國的向外擴張，在研究調查臺灣的自然資源時，也將這門學科帶入臺灣。植物科學繪圖便是趁此，進入了臺灣這座島嶼。
臺灣科學繪圖在發展上，跟隨著植物學研究的腳步，大致分作三個時期，分別以日治時期的開始與結束作為斷點，也就是1895年及1945年。
◆1895年前
於清廷時，曾經有過「采風圖」的出現，但就嚴謹的定義而言，這些采風圖並非「科學繪圖」。即使如此，這些采風圖仍表現出了當時人們對於新事物的好奇心。除了清人繪製的〈采風圖〉，此時期零星有一些科學繪圖的紀錄。繪製者多是外國人員短期停留或是小規模的研究，可能是船隊靠岸補給時的隨手記錄。相關圖繪、標本、文字紀錄等等多半隨船回到母國。
然而，此時期仍有一位重要的代表人物，即是英國領事斯文豪（Robert Swinhoe）。斯文豪是臺灣自然史上的重要人物，他主要研究動物，採集了許多臺灣特有種的標本，並且請博物館的繪圖師協助繪製圖鑑，像是臺灣雲豹、山羌，以及斯文豪氏赤蛙等等。
此時期最為知名的植物科學繪圖就是「蓪草」。在中國古籍中，常見有一物多名的情形，常造成後人考證不易，經驗及知識難以傳承。英國植物學家威廉．胡克對於蓪草的研究興趣源於外銷畫，這些作品被繪在潔白透亮的「米紙」（rice paper）上。但威廉．胡克透過顯微鏡，發現這種紙並非由米製成，透光來看可可見細緻的格狀組織。透過友人的幫助與研究，在1850年胡克已經得知米紙是一種喬木植物的髓心。1852年，胡克透過香港與廈門等地的英國人，取得了臺灣植物的標木，他便為這種植物作了正式的科學命名，並且描繪了關於莖、髓心和薄壁細胞等的科學繪圖（圖2）。即使如此，他仍多次表示自己對於這種植物的疑惑，以及對相關文字資料等的質疑。直至1855年，在香港總督包令的努力下，一株活的蓪草終於被運回英國，種植於胡克任職的邱園裡，並且於當年12月開了花，得以讓胡克更進一步地描繪蓪草的特徵。
◆1895年至1945年日治時期
日本在1895佔領臺灣後，先後派遣了數批研究人員來臺採集調查島上的風土。植物學方面，派遣了前述的牧野富太郎、大渡忠太郎、內山富次郎等人，三人當中以牧野富太郎為今日聲譽最高的植物學學者。此時期的臺灣風土調查，著重在經濟資源面，根據調查的結果，決定是否作為日本政府擴張的「跳板」。因此，當時的調查報告，多冠以「有用」之名：如《臺灣有用植物調查》、《臺灣有用樹木調查》等等。
金平亮三（1882－1984）是日治初期「有用資源」調查的負責人之一，他主要針對樹木進行研究，目的在於評估臺灣自然資源的價值。他初到臺灣時，看到了許多和日本截然不同的樹種，過往的知識派不上用場，因此他選擇樹木解剖入手，並將研究成果彙整成《臺灣樹木誌》。《臺灣樹木誌》中便是以圖文並陳的方式展現其研究成果，圖像的部分請臺灣繪師繪製。但繪圖水準不是很好，較為缺乏細節。
早田文藏（1874－1934，圖3）是臺灣植物科學繪圖的重要推手，他於東京帝國大學植物學科就讀時，便進行了臺灣植物的研究。早田文藏學歷亮眼，可謂是標準的「學院派」代表人物：東京帝國大學畢業後，前往歐洲進行考察研究。他於1911年至1926年開始出版《臺灣植物圖譜》，可說是臺灣科學繪圖紀念碑般的存在。
《臺灣植物圖譜》是早田文藏力求完美的作品，他本就對於植物學與科學繪圖有著深厚的知識與高標準要求。早田文藏有著雄偉的企圖心，試圖透過這一部出版品，向世界證明日本也有和西方比肩的學術研究能力。書中不僅積極發表新種，在製圖上的要求也高。《臺灣植物圖譜》中的植物科學繪圖不僅對於繪師有所要求，也要求刻版師盡善盡美。因此，《臺灣植物圖譜》中的繪圖，都有繪師與刻版師留下的簽名（圖4）。可惜的是，最終由於資金的問題，《臺灣植物圖譜》原本一年出版一卷，連續15年，並且每卷中含有40張圖繪的計劃，因為資金問題，僅出版了10本便中途停止。資金問題其實由《臺灣植物圖譜》的圖版呈現即可窺見一二：中後期出版的科學繪圖不再全部都是整版圖，而改以夾在書籍中的插圖，僅在書末有數張整版圖呈現。
早田文藏本身對於植物科學繪圖即有高水準的表現，但在《臺灣植物圖譜》中並未見到他的親筆繪圖，或許是考量到書籍出版時的專業分工所致。《臺灣植物圖譜》的精美繪圖，刺激到了金平亮三。兩人雖然都是日本學者，由於學習經歷與系統的不同，金平亮三對於科學繪圖的要求不像早田文藏高。但在《臺灣樹木誌》於1936年重新出版時，金平亮三不僅挖角了早田文藏原本聘雇的畫師，甚至將臺籍畫師王仁禮推薦至日本東京川端畫學校進修，學習繪畫技巧。可見由《臺灣植物圖譜》的出版，對於科學繪圖的發展起了正向的刺激（圖5）。可惜的是，即使日後《臺灣植物圖譜》的出版計畫有了繼續的計畫，即《續臺灣植物圖譜》（圖6），但在科學繪圖的表現上可能不及早田文藏。
右：圖6 《續臺灣植物圖譜》中「南湖柳葉菜」科學繪圖。圖／臺大植物標本館。
◆1945年後臺灣光復後
臺灣科學繪圖的高峰期在二戰末期結束，由於戰爭關係，所有相關的研究發展停滯，日籍研究人員幾乎全數返日，而日治時期的臺籍學生在植物學的領域並未獲得足夠專業的訓練，以至於戰後臺灣植物學的研究出現了斷層。此時期的混亂狀態亦可由棣慕華牧師加入臺大植物系一事可間接證實。棣慕華（Charles DeVol，1903－1989）牧師來臺本為宣教，本身就喜歡蕨類植物，在參觀標本館時偶遇任教於植物系的于景讓教授，兩人一聊發現棣慕華具有一定的植物學知識，即便在棣慕華沒有任何學位的情況下，仍邀請他任臺大植物系的教職（圖7）。
戰後，國立臺灣大學植物系自1947年由李惠林接手主持研究工作，並成立植物學研究所。李惠林為哈佛大學的植物學博士，任教於臺大後，並不習慣當時的臺灣的政治氛圍。即便如此，他仍積極地調查臺灣植物，尤其是裸子植物。也因此和畫家楊英風產生了小小的交集。李惠林在發表臺灣裸子植物的論文時，聘請了兩位繪師協助科學繪圖：陳建鑄，與當時還是學生的楊英風。陳建鑄早年跟隨正宗嚴敬學習植物學，植物科學繪圖中少有繪師的簽名，但陳建鑄卻有習慣落款，因此很容易辨認出何者為他所繪（圖8）。
1971年臺灣退出聯合國後，雖然在檯面上斷了連繫，但於民間機構，仍與美國有著許多非官方的往來。其中一項計畫，就是針對臺灣地區植物的搜集調查。1973年，編輯委員會成立，成員有李惠林、劉棠瑞、黃增泉、小山鐵夫與棣慕華等五位教授，自1972至1979年，陸續出版了《臺灣植物誌》六卷，成為另一個臺灣植物科學繪圖的里程碑。這套書記錄了4000餘種高等植物，是臺灣維管束植物資源較為完整的學術報告。可惜的是，《臺灣植物誌》中的植物科學繪圖並無特別標注出繪者，無法得知繪者的資訊。
✿ 視覺美感高的植物學藝術
植物科學繪圖是一門經過練習，可以學會的技術。但這樣的學習，可能和一般美術學習的過程不太一樣。胡哲明表示，1990年時，曾經有過出版《臺灣植物誌》第二輯的計畫，而有了聘雇復興美工的學生協助繪圖的想法。但在繪製之前，繪師們需要先由學習植物分類學、熟悉植物開始，並非單純地繪圖。因此，雖然植物科學繪圖是以「觀察力」作為最基本的門檻，但實際上並非所有美術相關科系的學生都可以勝任。換句話說，繪製植物科學繪圖，要求的不只是繪技，還需要有對植物分類學及型態的基本瞭解（圖9）。胡哲明坦言，科學繪圖具有一定的格式，這對於畫家而言可說是一種限制。因為繪圖的目的是在記錄植物的科學特徵，而非表現美感或是技法，雖然可以訓練畫家的觀察力，但不一定所有的畫家都願意以接受這樣的任務。
繪圖的嚴格規範。圖／臺大植物標本館。
和科學繪圖時常被混淆的是植物學藝術，兩者皆是對植物有著精細的觀察與描繪，但植物學藝術並不強調其圖繪的科學目的，反而更加突出其美感的表現。英國的植物學家威廉．科蒂斯（William Curtis，1746－1799）於1787年發行了《植物學雜誌》，以精美的插圖結合詳細的植物屬性、歷史、特性等植物學知識而聞名。《植物學雜誌》所選定是園藝觀賞用植物，準確的市場定位讓這本雜誌成為迄今發行最久的植物學雜誌。其中可以見到一些臺灣植物，如臺灣一葉蘭（Coelogyne maculata，圖10），可以作為研究臺灣植物在國外種植或傳播的資料之一。
✿ 小結：無法被取代的科學繪圖
今日攝影技術相當發達，人手一支手機可以隨時拍攝，科學繪圖雖然勢微，但並未被取代。製作科學繪圖是一個仔細觀察的過程，對於研究人員而言是一個必須的基礎訓練。當我們觀察一張科學繪圖時，往往驚嘆於其描繪細緻，甚至超越攝影照片。由於攝影是光學的結果，在光線不足之處往往有無法清晰呈現；但在科學繪圖中，繪師其實是仔細地將植物的各個部分描繪出來，再組合成一張圖像，因此每個細節都可以被完整呈現。
從文藝復興以來，科學繪圖即成為人類理解自然的關鍵媒介，它既是觀察的紀錄，也是知識的傳遞。在植物學的發展歷程中，科學繪圖不僅承載了分類與辨識的任務，更蘊藏著一筆一劃對萬物細節的凝視與尊重。科學繪圖作為一種技術，卻包含著更深層的知識與觀察力的傳承；是科學框架與人文之眼的交會，也是超越時空、凝煉知識的珍貴圖像。
參考書目及延伸閱讀：
尋找記憶的缺角：從「福爾摩沙植物名錄」探索早期臺灣植物的發現
吳永華《被遺忘的日籍臺灣植物學者》，臺北：晨星，1997。
胡哲明〈科學繪圖在早期臺灣植物自然史發展中的角色〉，臺灣博物季刊39(3)，2020年9月，頁6－15。
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