當科學和藝術在這兒牽手

記得還是讀小學的時候，老師給我們講了數學家陳景潤的故事。從此頭腦中一直有一幅“戴著酒瓶底般厚實的近視眼鏡的陳景潤，低著頭研究著枯燥的數學難題，一頭撞在電線桿上”的畫面。于是，我有了這樣的印象，科學說得好聽一點就是冷靜、理性，說得不好聽一點就是死板、枯燥，它和熱情、浪漫、虛幻、靈動的藝術根本不可能有任何關聯。

有一天，另一幅畫面在我面前出現，完全顛覆了我原先的印象：“頂著雄獅般卷發的愛因斯坦用靈巧的小提琴奏出美妙動人的樂曲?！北M管只是個畫面，但我分明聽到飄逸而出的天籟之音。

難道對于科學家與藝術家、科學與藝術之間的關系，我的感覺錯了?

在我踏進2006上海國際科學與藝術展，領略到了科學之真以外的美、藝術之美以外的真之后，我才恍然，我的感覺是大錯特錯了。

在展會的“科學幻想”展區，我看見兩件新奇的作品——“陽光的味道”和“柔軟的冰箱”，非常吸引人?！瓣柟獾奈兜馈笔桥_洗衣機，它采用清潔廉價的太陽能而不需要任何外接電源，除了有普通洗衣機的各項功能以外，洗衣機的翻蓋由特殊材質制成，運行到烘干功能時，蓋子會散發出類似太陽的光線，使衣服在烘干的同時散發出淡淡的太陽味。并且它“天圓地方”的設計體現了傳統中國哲學對于宇宙的認識。而“柔軟的冰箱”將傳統冰箱厚重的鐵外殼換成新材料——柔軟絕熱布，使用的時候可以像搭帳篷一樣一層層撐開，野餐時也可只帶一層出游。它靠最底部的托盤式制冷設備制冷，搬家或不用時，只需將中軸拆開，把絕熱布折疊收起，便可使體積大大縮減。類似的奇思妙想、極富創意的作品在展會上隨處可見，科學綻放著炫目的藝術光彩。

科堂很真但也很美。讓我們看看陽光能透過的上層海洋，那每一滴海水里都生活著數以千計的單細胞浮游生物。它們中有許多還長著礦物質地的殼，殼體“記載”著非常有用的古代和現代的環境信息，是許多科技領域的環境指示生物。這些殼玲瓏剔透、千姿百態，非常美(如上圖)，可惜我們肉眼無法看見，只有在顯微鏡甚至電子顯微鏡下，才能一睹這大自然造就的“工藝品”，也正是科學讓我們見識這樣的美麗。

藝術很美，但也求真。許多藝術作品中，常常孕育著真的內涵。比如，畢加索著名的《鏡中的女孩》、《格爾尼卡》和《阿維尼翁的姑娘們》都是耐人尋味的立體主義作品，但我們對它們都可以進行平面分解：女人的各個局部被集合在同一個畫面上，時間、空間和運動等多種因素在無形中“對話”，四維空間的形象由此誕生。

不可能的世界

展會期間舉行了一場“科學與藝術教育在學校”的研討會，會上華東師大二附中的學生陳沐陽帶來了名為“埃舍爾的不可能世界——埃舍爾作品研究”的課題報告。

陳沐陽曾經獲得中國女子數學奧林匹克競賽金牌，參加過由北京大學舉辦的高中生模擬聯合國大會，并獲得“友誼風采獎”。課余時間她常常去練習鋼琴，并通過九級考試。她最敬仰作曲家巴赫，喜歡他的《十二平均律鋼琴曲集》。有時她也畫畫，最欣賞凡·高以及他的《星月夜》。

她回憶，在上小學的時候看過一本書，叫做《數學悖論》，里面介紹了埃舍爾的一些版畫，當時就被那些奇異的畫面所吸引。在后來的學習中，她從多種書刊中看到了關于埃舍爾的介紹，慢慢發現，他的作品不僅僅是表面上非常吸引眼球，更有著許多深層的含義，涉及數學、美學、心理學等領域。

她介紹道，埃舍爾的畫往往表現了一些很深刻的思想。看看那幅奇怪的版畫《瀑布》。在畫面的中央，瀑布傾瀉而下，水花四起，還推動了水輪。匯集到水池中的水則順著水渠嘩嘩地流去，一級一級地下降。突然水又流到了瀑布口，真是不可思議！可是在畫面上卻表現得明明白白。這種周而復始的圈就被稱作“怪圈”。

這幅被命名為“星”的畫，它是由八面體、六面體、四面體等一些實體構成的。顯然，光畫一些實體沒什么大不了的，有趣的是埃舍爾還添了兩條變色龍來吸引眼球，于是這幅畫就變得十分生動了。

埃舍爾是一個另類藝術家，他把常人難以理解的數學模型淺顯直觀地表現在畫中。他本人從未接受過正規數學訓練，他之所以能被人們敬仰是因為他那不同凡人的思想。埃舍爾的作品表明，數學的真諦可以用藝術的形式淋漓盡致地呈現。他的成功源于敢于創新的意識，他不受傳統思想的束縛，把數學與繪畫恰到好處地結合在一起。

陳沐陽說，從埃舍爾的作品中，體驗到的不僅是視覺的奇幻旅程，更重要的是能看到不同領域特別是科學與藝術的和諧與統一。

一間屋子里兩扇

不同朝向的窗

一位婀娜多姿的地球女神，左肩上有著鋒芒畢露的剛性翅膀，右肩上長著圓潤光潔的柔性翅膀，昂首挺胸，向宇宙展示著她獨特的魅力……

第一次在學校的圖書館里看到這件陶藝作品時，我就被眼前這位美麗女神深深吸引，注意到這個作品的名字——“科學與藝術”。復旦大學附屬中學學生劉佳琳說。

而后，在學校選修課清單上我又意外地與這五個字相遇，那種感覺像是突然嗅到了濃郁的花香，既驚喜又好奇，于是就在選修課意向表里填上了這五個字，開始了同“科學與藝術”的第一次親密接觸。以后我才知道，在全上海，復旦附中是第一所開設這個主題選修課的學校。

與其他選修課不同的是，這門課的教學工作是由五六位老師一同承擔的。授課的幾位老師分別從建筑、文學、物理、生物、音樂、影視等方面講解科學與藝術的關系。

在“生物中的藝術”兩堂課中，除了開始的10分鐘簡單介紹一些生物學的常識外，老師就再未提及生物學的理論知識，取而代之的是輕松的音樂和“感受走路”、“觀察校園”的真心體驗。

學生被老師“趕”出了教室，并裝作不認識任何人，仔細體驗走路的感覺，同時把觀察到的校園里的植物一一記下。然后再回到教室，在輕松悠揚的旋律里慢慢表述自己的所見所聞。大家驚奇地發現，平日校園里那些不起眼的植物竟也有美麗的一面，而從未在乎過的簡單動作“走路”竟也可以用心來體驗。那節課的最后，老師端來了一盆綠蘿，她說：“這是一位學生送給我的綠蘿，我本以為它活不長，但沒想到的是，它每年春天都會長出不多不少15片葉子。后來，我計算了一下，這盆土壤最多只能供它長這么大。這盆綠蘿是會說話的，它在說：‘我要盡力讓自己長得更大，但如果外部條件不允許的話，我就保存實力，等有了條件繼續長大?！薄?/p>

劉佳琳從來都沒想到，植物除了可以成為顯微鏡下的樣本之外，居然還可以用來訴說人生的哲理。

在她看來，科學與藝術就像一間被美景環繞的屋子里兩扇不同朝向的窗，所謂“橫看成嶺側成峰”，無論是科學之窗還是藝術之窗都讓她從不同的角度感受到了不同的美。所以，劉佳琳說：“我想用更多次的親密接觸，創造自己文理相融的美麗人生。”

OM：為未來播下

美好的種子

上海市向明中學活躍著一個稱為“頭腦奧林匹克協會”的社團，開展著頭腦奧林匹克(OM)活動。OM創立于20世紀50年代的美國，被看作是培養未來美國人的重要途徑。美國前總統里根、老布什都高度評價這一活動。1987年，中國加入了國際OM組織。

OM的誓言：讓我成為知識的探索者；讓我在未知的道路上漫游；讓我用我的創造力把我居住的世界變得更美好。

OM活動是通過動腦與動手相結合，社會科學與自然科學相結合，科學與藝術相結合，把參加者培養成高層次、綜合性的人才。世界OM協會主席塞繆爾·米克盧斯形容OM說：“我們是在為未來播下美好的種子。”

OM分為即興題和長期題兩個部分。即興題用來培養學生如何“站立思考”。為了公平競賽，即興題在比賽當天才告訴學生。

2006年2月，向明中學展開頭腦奧林匹克“千人大挑戰”，題目是：請說說貓與獅子的相同點。同學們給出了許多“異想天開”的答案：“未來貓和獅子都可能上月球，在環形山里洗澡”；“貓和獅子都可能作為地球的禮物送給外星人”；“貓和獅子都有蛀牙”……

還有一道題是，說說一瓶水的作用(正巧這是今年復旦大學、上海交通大學自主招生考試的一道試題)，同學們的回答更是天馬行空，富有創意：“可以冷卻核反應堆”；“可以制造一條彩虹”；“用滴灌技術可以澆6畝地”；“可以做鏡子”……

針對2006年的長期題“古埃及藝術”，向明中學OM協會的同學通過對古埃及文化和建筑工藝的研究，動手搭建了一個“法老墓寶”，一方面以幾可亂真的藝術品再現了古埃及場景，另一方面則運用杠桿、滑輪、能量轉換、光的折射等物理知識，打造了一個個暗道機關。

為了深入地了解古埃及，他們找來了大量文字、影像資料。從法老王的服飾到尼羅河邊的草紙，從美尼茲的墓穴到艷后的水果盆，他們都作了研究。不僅如此，他們還親自動手。單單為了復制古埃及草紙，他們就先后用了梧桐葉、青草、爬山虎的葉子等不下十種植物作為草紙的原料，最后終于用了桑葉和梧桐葉的混合物(比例保密，哈哈)，造出了光澤相似、手感基本相同的“草紙”。由于他們巧妙地把科學與藝術結合在一起，最終大獲成功。

在科學和藝術的殿堂品味創造的樂趣

“我喜歡沉浸在自己創造的音樂世界里的感覺，那時候我的大腦、耳朵、手指、身體、靈魂都是屬于音樂的，琴聲以外的一切似乎都不那么重要了?！焙贾莸诙袑W學生劉大衛說。在他看來，音樂里有著—個美麗的神秘花園。他覺得音符中所蘊含著的這種結構的美感，就好像是平時鉆研的數學、物理、化學公式一樣，雖然看上去只是單調的字符，卻蘊含著世界萬物運轉的內在規律?！斑@是世界的心跳，發現或是體會它的存在都是—種幸福。”劉大衛說。

劉大衛覺得自己的藝術愛好和學科進步相得益彰?！氨热鐝椧皇仔碌那?，有點類似做一道題目，找音樂旋律和找解題規律挺相似的。還有，音樂對耐性要求比較高，難的譜子往往要反反復復地練習，這點和學科學習類似。我不敢說有出色的定力，但也曾經有同學佩服我對付難題的鍥而不舍精神，這也許是鋼琴演奏技藝的磨煉帶來的一個意外好處?！?/p>

劉大衛從小學習PHOTOSHOP等繪圖軟件，他覺得這種現代科學技術為他的藝術表達找到了很好的載體，同時，科學的理性邏輯借助這種方式變成了藝術的夸張和想象。“很難想象沒有對這種科學程序的熟練掌握和嚴謹操作，許多表現方式獨特的電腦美術作品中，那些特殊效果和海闊天空的想象將如何得以完成和保存，它使我對科學與藝術的關聯理解得更為深刻。”劉大衛說。

劉大衛有時候做作業會在邊上畫些簡筆畫?！巴蝗挥行曼c子，迫不及待想表達，就用畫筆來表現，快速而直接，尤其是理科的一些元素，把它結合到一些具有象征意味的抽象畫里去會很有效果?！痹谒磥恚茖W和美術有著不可分割的內在關聯。比如“黃金分割”定律是科學對于美的最好詮釋；化學、物理學科中各式各樣真實或虛擬的結構模型，往往是對稱而美觀的，這種物質自身存在的規律讓人聯想到構圖的方法；數學里的立體幾何也與畫畫的立體效果有幾分關聯。

劉大衛喜歡科學，因為它能讓自己的智慧找到施展的空間；劉大衛熱愛藝術，因為它是讓自己的情感和想象力自由放飛的天地?！耙苍S今后從事的工作會和現在所擅長的距離很遠。我想做個金融家，我想那些看似枯燥的數據的游戲，會讓我從博弈的過程中尋找到發現未知和自由操控的樂趣?！眲⒋笮l不無信心地說，“對科學與藝術熱愛，有創新思維，我一定能實現自己的理想。”

鏈接：用你的科學知識看電影：你能看出這些破綻嗎？

1．《侏羅紀公園》中出現的恐龍大部分并不是生活在侏羅紀，它們都是生活在白堊紀末期的恐龍。影片的主人公霸王龍和迅猛龍是在白堊紀繁盛的肉食恐龍，那個長得像犀牛的三角龍也是生活在白堊紀的恐龍。影片中只有那個脖子很長的食草恐龍梁龍才是在侏羅紀出現并繁盛于白堊紀的。

美國哈佛大學進化生物學家史蒂芬·J·古爾德曾經問過《侏羅紀公園》的作者邁克爾·克萊頓，書的封面和電影的海報上為什么要用生活在白堊紀的霸王龍?；卮鸪龊跻饬系奶孤剩骸疤炷?我根本沒有想到這一點。我們只是憑印象，覺得霸王龍看起來還不錯，就用它了?！?/p>

2．在《生死諜變》中，有一段柳仲源(韓石奎飾)為了追蹤李芳姬，和其他OP隊員一起進入韓國要員被殺現場的情節。柳仲源一行戴著夜視鏡在昏暗的建筑中搜索，發現了被李芳姬殺害的政府要員的尸體。在這里，導演犯了一個小小的錯誤，那就是OP隊員們竟然打著手電筒走來走去。因為，如果真像電影中那樣他們戴著夜視鏡，看到燈光眼睛就會受到強烈的傷害。

3．宇航員們在無重力狀態或者低重力狀態下生活一段時間之后回到地球，馬上就會被送上擔架。因為腿骨一時無法適應突如其來的重力，無法支撐整個身體的重量。但是在《世界末日》中宇航員們從宇宙飛船上下來的時候，好像凱旋的英雄一樣雄赳赳地走了下來。雖然看起來比較帥，但是從科學的角度來看，這樣的場面是不可能出現的。