西方科技與視覺藝術的互動發展

楊及耕

（山西煤炭職業技術學院，太原 030031）

“從某種真實的意義上說，科學家和藝術家，雖然崗位不同，但在各自工作中所追求的目標是相同的，他們實際所采用的工作方法，比他們實際所承認的有著更多的相同之處”。“西人之畫，……佐以科學之觀察、哲學之思想。……西人之畫，以技能及義蘊勝，……圖畫之發達，常與科學及哲學相隨焉。”以西方科學技術與視覺藝術起源和發展史為視點，可以清晰地觀察出，一方面科學思想深刻影響著審美價值判斷，不斷為藝術表達開拓新的路徑和提供新的表達工具與材料；另一方面審美價值判斷又總是呼喚和要求更有利于實現審美理想新工具的產生，從而不斷推動科學技術的進步。本文試圖從縱向的歷史角度，對科學技術與視覺藝術的一體化發展作盡可能系統、深入的分析，以期揭示其中的發展規律。

一、古希臘的自然哲學從源頭上深刻地影響了西方視覺藝術

古希臘自然哲學認為對自然的模仿導致的藝術起源，對自然進行逼真的再現是視覺藝術的價值所在。此外，西方所推崇的人體美和形式美的美學理論，也源自古希臘自然哲學關于大小宇宙統一學說以及美是和諧與比例觀。

（一）源于模仿說的求真、求知的美學觀

亞里士多德在《詩學》中指出：“人從孩提時侯起就有模仿的本能（人和禽獸的分別之一，就在于人最善于模仿，他們最初的知識就是從模仿中得來的），人對于模仿的作品總是感到快感，經驗證明了這一點：事物本身看上去盡管引起痛感，但惟妙惟肖的圖像看上去卻能引起我們的快感”。這一觀點既道明了藝術根源的問題，又深刻地闡發了科學和藝術的同一性理論。模仿說認為現實世界是真實的，藝術模仿就是對真實的客觀世界的模仿，是求真的過程。因此，在古希臘人的觀念里，科學和藝術的目的都是為了求真，美與真是統一的。丹納在分析古希臘雕塑時認為：“一座雕像的目的是要逼真的模仿一個生動的人，一幅畫的目的是要刻劃真實的人物姿態，按現實所提供的想象描寫室內的景物或野外的風光”。宗白華也指出：“古希臘”雕塑則系模范人體，取像‘自然’。當時藝術家竟以寫幻逼真為貴。于是‘模仿自然’也幾乎成為希臘哲學家、藝術家共同的藝術理論。柏拉圖因藝術是模仿自然而輕視它的價值。亞里士多德也以模仿自然說明藝術。”

（二）大宇宙與小宇宙的統一說與人體雕塑

畢達哥拉斯學派中有一種觀點，認為人是一個“小宇宙”，是大宇宙（外部世界）的縮影，大宇宙與小宇宙具有同構性。“小宇宙”同“大宇宙”一樣，都是數與和諧原則的統一，也因有特定的秩序與和諧而充滿美。“古希臘人相信，人體應該是引為自豪之物，并應使它保持完美的狀態。在藝術史中，裸體藝術是表達秩序的核心對象，是藝術的中心題材，它能激發出最偉大的作品，人體是我們自身，它能喚起與我們自身相關的一切愿望，而最首要的愿望就是使自身永存。”“希臘人竟把肉體的完美看做神明的特性”，“認為肉體自有肉體的尊嚴”。正是基于這樣的科學認識和審美風尚，古希臘的藝術家們從人的生活出發，賦予人的肉體和精神以崇高的理想，把人提高到神的高度，創造出一個個和諧、莊嚴、靜穆的美輪美奐的人體雕塑。

（三）“美是和諧與比例”的觀點

古希臘學者充分認識到數學的重要性。畢達哥拉斯認為“數的原則是一切事物的原則”，他用自然科學兼美學家的眼光觀察世界，提出“美是和諧與比例”、“整個天體就是一種和諧和一種數”的觀點，和諧起于由差異的對立構成的平衡，即“和諧是雜多的統一，不協調因素的協調”。

根據數學原則，畢達哥拉斯明確指出人體美的標準：“各部分之間的對稱——例如各指之間，指與手的筋骨之間，手與肘之間，總之，一切部分之間都要見出適當的比例，像在波里克勒特的‘法規’里所定的。”這種觀點對古希臘的美學思想和視覺藝術影響很深。古希臘雕塑家伯利克里托斯在《法規》一書中，專門論述人體比例，認為人體的比例要依靠“數”的關系，實際上是對畢達哥拉斯“美是和諧與比例”的實踐。

與畢達哥拉斯“美是和諧與比例”的觀點相近的，還有歐幾里德的關于比例美的理論。公元3世紀，古希臘人已經積累了許多幾何學的知識，例如畢達哥拉斯定理、直線與圓弧形面積的計算、求面積與體積的公式、比例法、窮盡法等數學方法。歐幾里德對這些零星的幾何學知識進行歸納整理，撰寫了13卷的《幾何原本》，對后世數學和其他學科的發展產生了極為深遠的影響。在《幾何原本》中，首次提出并用平面幾何的方法證明了在后來文藝復興時期被奉為“黃金分割”比例的“中外比”命題。“中外比”對于形式美學、建筑美學、視覺藝術、音樂藝術的發展都產生過很大的影響。

（四）真、善、美統一的觀點

亞里士多德指出：“……那些人認為數理諸學全不涉及美或善是錯誤的。因為數理于美與善說得好多，也為之作過不少實證；它們倘未直接提到這些，可是它們若曾為美善有關的定義或其影響所及的事情做過實證，這就不能說數理全沒涉及美與善了。美的主要形式‘秩序、勻稱與明確’，這些唯有數理諸學優于為之作證。又因為這些（例如秩序與明確）顯然是許多事物的原因，數理諸學自然也必須研究到以美為因的這一類因果原理。”這里所揭示的是認識主體在對客體進行科學研究和審美把握時，存在著極其復雜的關系。客體迷人的美可以激發主體研究的興趣，愈深入研究愈能發現客體潛在的本質美。因此，科學研究的過程，就是對客體不斷審美的過程。整個自然界從形式到內容都充滿著美，都符合美的原則。只要通過人類的審美實踐和科學實踐，才可能領略自然之美。

二、文藝復興時期科學技術與視覺藝術的互動

文藝復興開創了人類文化史上的黃金時代。以達·芬奇為代表的大師們，往往都是科學家兼藝術家。他們認為，藝術模仿自然，應置于自然科學的基礎之上，即：一方面對自然本身要有科學的認識，藝術創作本身就是一種求知、求真的過程；一方面要把所認識的自然或所揭示的真理逼真地再現出來，則必須有自然科學的理論基礎。因此，除了強調藝術家對自然事物進行精細的觀察以外，還必須用科學的方法把他們表現出來。

（一）以揭示自然規律為目的的視覺藝術觀

文藝復興時期的藝術家認為繪畫是一門真正的科學，認識自然是藝術與科學共同的目的。達·芬奇認為：“繪畫科學研究物象的一切色彩，研究面所規定的物體的一切形狀以及它們的遠近，包括隨距離之增加而導致的物體的模糊程度。這門科學是透視學（即視線科學）之母。”“科學的、真實的繪畫原則首先規定什么是有影物體，什么是原生陰影，什么是派生陰影以及什么是亮光。也就是說，不須動手，單憑思維就足以理解明亮、陰暗、色彩、體量、形狀、位置、遠近和運動、靜止等原則。這就是存在于構思者心中的繪畫科學”。在達·芬奇看來，繪畫創作是科學研究與實踐的過程，是以科學的縝密思考探討各種物質形態。

（二）科學認識提升視覺藝術求真求美的表現力

文藝復興時期的藝術家在繪畫實踐中，不僅對自然事物進行科學觀察，而且還特別強調用科學理論和技術手段把所認識的自然酷似畢肖地再現出來。為了忠實、逼真、精確地再現自然，他們把解剖、透視、明暗等知識應用于創作實踐，使繪畫藝術極盡逼真再現。

1.透視學

透視是數學在視覺藝術中的實際運用，視覺藝術形象之所以有“逼真的幻覺”，是在二維空間中表現出三維空間效果。達·芬奇從繪畫角度對透視進行了全新研究，指出：“透視法無非是從一片光滑透明的玻璃后面觀某一地點，在玻璃平面上可以描畫下在它后面的一切物體。這些物體形成一個錐形射入眼簾，這些錐形被玻璃平面切割”，所揭示的就是“焦點透視法”。

2.黃金分割比例

達·芬奇認為“整體的每一部分必須與整體成比例”，并對人體各部位和器官間的比例關系做了極為詳細的說明和分析。黃金分割比例是文藝復興時期極力推崇的一種數學比例。

3.明暗法（光學）

明暗調子是寫實繪畫得以在二度空間顯示物體立體感和凹凸感的繪畫技法，而明暗本身則是一種光學現象。達·芬奇指出：“陰影是物體及其形狀的表白。如果沒有陰影，物體就不能將它的形狀的品質傳給知覺。陰影就是光亮的遮沒”。達·芬奇的論述，絕不僅是一種繪畫技法理論，而是對理論的科學探索。

4.色彩學

繪畫要想取得酷肖的再現效果，除了必須遵循透視方法，還得忠實地再現客觀世界的光線和色彩。逼真地再現大千世界的色彩自然也是西方寫實繪畫的一大追求，從光學的角度來看，光與色原本同源，達·芬奇曾對光現象和色彩作過詳實精辟的分析。

5.解剖學

文藝復興時期的藝術家們極力主張藝術和醫學的發展都需要精確的解剖學知識，認為尸體解剖更有利于真實地表現生命體。達·芬奇不顧宗教教義和教會的禁令，親手解剖30多具男女尸體，并繪制出許多張解剖圖。達·芬奇繪制的人體解剖圖，不但精確，具有科學性，而且優美動人，堪稱真正的科學藝術作品。解剖學的成就使繪畫、雕塑中的人體和動物形象更加逼真、精確、真實、生動。

6.暗箱原理的揭示

為追求酷似畢肖的繪畫再現效果，文藝復興時期的藝術家將一種被稱作“暗箱”的光學器材作為繪畫的輔助工具，達·芬奇就曾論及過暗箱的原理。此后，意大利數學家波爾塔在其《自然的魅力》中對此也有類似的描述。

三、攝影術是近代科學技術與寫實藝術的完美結合

（一）近代光學與攝影科技的一體化發展

17世紀以后，科學家從現代光學的角度研究暗箱原理。德國天文學家開普勒于1604年撰文論及自己對暗箱的新探索和新發現，1611年又發表了關于鏡片光學的論著《屈光學》，同時還制作了具有折疊功能、帳篷形式的描畫器。1637年，笛卡爾也撰寫同名著作《屈光學》，第一次對光的折射定律提出了理論上的推證，并對鏡頭的光學原理作了全面系統的分析說明，從而奠定了現代光學的基礎。德國數學家蕭特長期致力于暗箱研究，1657年發明了可調節焦點的暗箱。此間，還有一種“彎曲型暗箱”被發明出來，19世紀廣泛流行的箱式照相機和彎曲式照相機的原型就是彎曲型暗箱，18世紀歐洲精英文化階層人士大多掌握了暗箱操作技術。與光學、數學、繪畫相關的文獻、論文、雜志都會涉及到暗箱技術的介紹，人們不斷地對它加以改造，使其結構更為合理、性能日臻完善。

（二）近代光化學與攝影科技的一體化發展

借助暗箱畢竟只能將景物投射到畫布上，要獲得影像還得靠手描摹。為了不必描摹就可獲得圖畫，科學家和藝術家在光化學方面做了大量的理論研究和實踐。德國學者、醫師約翰·海因里希·舒爾茨用石灰粉和硝酸銀鹽的混合物做了感光實驗。1777年，瑞典人威廉·席勒用被棱鏡分解成不同色光的太陽光照射在涂有氯化銀的紙上，發現感光力量最強的是青藍色光部分（短波光譜），這就是首次進行的太陽光與氯化銀關系的學術研究，是照相感光理論的創始。1800年前后，英國人托馬斯·韋奇伍德和漢弗萊·戴維進行了將暗箱與光化學結合在一起以獲得照片的實驗，雖因未掌握定影技術而失敗，但他們畢竟是最早試圖將暗箱和感光材料結合起來的探索者。1813年，法國物理學家約瑟夫·尼塞福爾·涅普斯發明了“日光膠版術”（或稱“日光繪畫法”“日光刻蝕法”）照相法。被譽為世界上最早的攝影技術系統。18世紀30年代，法國畫家兼舞美設計師路易·雅克·芒臺·達蓋爾發現碘化銀具有感光性能，而且碘化銀的潛像可在水銀蒸汽下顯出，發明了“達蓋爾照相術”，因其用金屬板涂銀的方法，又稱作“銀版攝影法”。1839年8月，法國法蘭西科學藝術學院授予達蓋爾發明專利，正式確認達蓋爾為現代銀版攝影法的創始人。但由于種種原因，攝影技術一直沿著從“蛋白比例攝影”到“膠棉攝影”，再到“安布羅式”和“鐵板式”攝影法，一路走來，使攝影技術日臻完美。

［1］［英］馬丁·約翰遜.藝術與科學思維［M］.傅尚逵，劉子文，譯．北京：工人出版社，1988：18.

［2］蔡元培.蔡元培美學文選［M］.北京：北京大學出版社，1983：3.

［3］亞里士多德.詩學［M］.北京：人民文學出版社，1962：11-12.

［4］［法］丹納.藝術哲學［M］.傅雷，譯.北京：人民文學出版社，1963.

［5］宗白華.美學與意境［M］.北京：人民出版社，1987：（154）.

［6］北京大學哲學系美學教研室.西方美學家論美和美感［M］.北京：商務印書館，1980：13-14.

［7］列奧納多·達芬奇.達芬奇論繪畫［M］.北京：人民美術出版社，1979：15-16.