分形美學藝術創作的思考

王 迪 （河北師范大學美術與設計學院 050024）

分形美學藝術創作的思考

王 迪 （河北師范大學美術與設計學院 050024）

分形學帶來科學與藝術的融合之美，分形美學展示了數學與藝術審美的統一， 借助計算機輔助設備的方式進行藝術創作方式將會為傳統藝術創作帶來全新的靈感和可能性。

分形學；藝術創作；復雜美學；創新

分形學作為當今世界十分風靡和活躍的新理論與新興的學科，它的出現使人們開始從全新角度重新觀察思考對現實世界的認識，即世界是非線性的，分形在現實的各個領域無不存在著。分形學起源于信息技術的發展，分形（Fractal）的概念最早是由美國IBM公司研究中心的物理部研究員暨哈佛大學數學系教授曼德勃羅特在1975年出版的《分形對象》一書中提出的，并在1977年出版了第一本分形學的專著作《分形：形態、偶然性和維數》 “”Fractal： From, Chance and Dimension”從此標志著分型理論的正式誕生與新的學科形成。1982年，他出版了著名的《自然界的分形幾何學》一書引起了世界科學家的熱議，自此分形學成為了一個涉及多個領域的熱門的學科。藝術始終隨著人類文明一同前行，分形美學得益于信息技術發展，分形像空氣一樣存在，讓人們感覺如此自然，自然到毫無感覺，直到半個世紀前，也就是19世紀70年代終于人們從數學的角度上揭開了它神秘的面紗，以科學的視角解密了這個潛藏在人們眼皮底下的盛大而美麗的秘密。

分形理論不僅僅關乎于科學，同時也是關乎于美學的。分形理論帶給了世界一個新的審美角度，使大自然的潛在規則逐漸為人所認知，分形美學不僅重釋了傳統美學標準，而且超越傳統美學標準，表現在比例、尺度、和諧、均衡等各個方面，分形美學的和諧與數學的和諧一致性，使得圖形的變化顯示了一種自然流動性的生命之美，局部與整體構成了極有的相似性。起初分形學并未與藝術在學術上形成交匯，但是它卻與藝術有著一種令人驚嘆的神秘關系，簡約是一種藝術美，復雜也是一種藝術美，在復雜圖形的背后可能隱藏著簡約的法則。我國分形藝術專家劉華杰再在《分形藝術》對各類分形圖形生成方法進行了系統研究后，將計算機可視化把圖象應用到紡織行業中去，使得分形學得以廣泛應用于藝術設計領域。借助分形學在圖形設計領域里進行研究的多是對圖形生成方法的研究，而應用到藝術創作上實踐研究較少，主要因為數字藝術應用興起時間較短和分形的技術應用需要一定的數學知識。當我們從美學的視角下認識下，分形學自身帶有的一種神秘的光環總是讓每一個遇見它的人嘆為觀止，越來越多的藝術家將目光鎖定在這種新穎的美學體驗。劉華杰老師也曾提到，雖然分形藝術并不是直接地仿自然事物，但是這種藝術源自真實確定的數學內容，所以也可以代表虛擬現實主義" (virtual realism)藝術，或者叫"數學現實主義"(mathematical realism)藝術。對分形美學的研究也是對當代藝術表現語言的新探索。

分形藝術專家劉華杰曾提到計算機圖形藝術分為兩種，第一種是波普藝術派，即通過手繪板或者鼠標直接在電腦繪制或對數字圖像處理而成，實質是傳統繪畫過程行為的再模仿，改變的是媒介，從紙筆轉換到電腦鼠標，雖然計算機也在過程中進行復雜數學運算。第二種是數學公式派，藝術家運用特定的數學公式進行造型、色彩和構圖設計，計算機像畫家能夠感覺到空間縱深、顏色冷暖，能夠看出數學公式的內在結構以及這種結構配上色彩后所表現的熱烈、莊嚴和靜穆。數學公式派圖形藝術就是分形美術，也叫分形圖形藝術，這種通過數學公式進行的藝術創作要求藝術家除了具備美術的審美也需要相應的數學幾何學和計算機知識。分形藝術實現了前所未有的數學美的可視化，計算機把數學公式轉換成絢爛的復雜圖形，這種跨學科全新美學無論從視覺還是精神都為人們打開另一個全新空間，分形美學的自相似性揭示著生命精神和自然的共鳴。

分形藝術特征其實早在分形學確立之前就已經被人們關注和使用，但是人們并沒有意識到它與數學的關系，和它其中的奧秘，即“混沌中具有簡單的規則”，只是以臨摹自然的形式在眾多領域將它的美再現，比如架上繪畫、建筑設計、音樂創作、宗教符號的裝飾都在局部或者整體上展現了分形的美麗，而這種美學因為符合大自然的韻律所以總是給人們以精神的感動和溫暖。比如日本最具代表性的木刻版畫，葛飾北齋的《神奈川的巨浪》中浪花的部分，無論大浪還是其中包含的小浪花他們的圖形都具有非常明顯的自相似性，萊昂納多達芬奇的《大洪浪》也是如此。更值得一提的是在數學幾何方面敏感度超過其他畫家的荷蘭畫家埃舍爾，他的諸多版畫作品都表現出周期性、變形和循環的特點，而這些特點又同時與分形美學規律高度吻合，如1956年的木口木刻作品《小上加小》屬于典型的變形式作品，其中使用的是全同而非的圖形在構圖和圖形大小上進行有規律的變換體現了分形自相似性。埃舍爾在《變換Ⅱ》中使用的周期性平面分割手法運用的淋漓盡致，在保持周期性平面分割的前提下，用平移的方法將逐漸變形的圖形依次排開，這種變換富有生命的變換性，我想正是這種潛藏的豐富的可能性深深的吸引著愛舍爾吧。在宗教藝術中尤其是東方的宗教藝術中，我們總是能發現與分形學M集（曼德勃羅集）特征相似的結構，如佛教文化中的曼陀羅藝術、以中心對稱的圓形和旋轉變化的自相似圖案讓曼陀羅富有神秘感和生命感，而這種藝術可以促進冥想。另一個不得不說的著名圖形“佩斯利螺旋花紋”（Paisley Patterns），它與曼德勃羅集簡直就是姊妹篇，佩斯利螺旋花紋在現代時尚界備受寵愛注，它同樣起源于神秘的東方古國，從印度到北歐，隨即影響全世界。除了繪畫和裝飾，建筑領域也涌現出類似的風格，如1875年建成的巴洛克式的代表建筑巴黎大劇院，建筑的裝飾細節華美精麗，結構設計也是將分形運用的淋漓盡致，其中自相似性帶來的自然美感讓身在其中的人們更加接近自然接近真實，當然這與當時的宗教所具有的人文精神特征相吻合。除此之外，著名的人類建筑中的奇葩-巴塞羅那的高迪有機建筑，也與分形有著不解之緣，高迪的建筑活力富有生命感、細節豐滿、表現力奇佳、與眾不同，仔細觀察所有的細節都具有分形的特征。其他建筑如悉尼歌劇院、巴黎埃菲爾鐵塔等等都具有豐富的分形結構特征。分形不僅在視覺中表現頗豐，在音樂創作中同樣奏效，將著名的世界名曲輸入到計算機中進行頻譜解析，看到其中規律與自然界的聲音是高度的一致，也同樣符合分形的特征。當分形被數學所解答，分形的圖形理論逐漸浮出水面，我們似乎掌握了分形的內部骨架，但是我相信這也只是冰山一角，更多的分形有待發現有待探索。目前主要的分形理論集合有康托集、赫科曲線、謝爾賓斯基地毯、帕斯卡三角形、曼德勃羅集等，這些集合呈現的圖像都各具特點，像一個萬花筒真想跳進去暢游一番，除了已經實現的二維成像、分形已經可以借助計算機軟件已經實現了圖像矢量變換、3D分形模型的搭建以及分形音樂的自動生成。在這些科技輔助工具的幫助下，新的美感體驗使我們的藝術創作有了更多靈感。

分形美學為我們藝術創作中開啟了一扇神秘的大門，在復雜混沌里又充滿秩序的世界，在無限的空間里充滿規律，于此同時它總是給人帶來熟悉又動人的新視覺體驗，讓我們體會到生命的綿延不絕，世界的奧妙會變得更加豐滿而神秘，這樣的視覺享受不再是近些年流行的追求的扁平化、極簡化的趨勢，分形美學帶領我走向反向的另一個世界，那就是復雜美學的世界，于是我第一個想到的是運用所數碼版畫來表現這種迷人的數學之美。數碼版畫在近些年也在經歷著不斷的發展與突破，無論從內容和形式上都需要注入新鮮的能量，亦還未有版畫藝術家從分形學這個角度進行嘗試。從分形藝術的復雜美學角度探索數碼版畫的可能性將是在這個計算機時代 里非常具有價值的一件事情。這也是我近期一直在探究的課題，它為我的創作帶來了新的藝術風格和靈感。

一切藝術美都起源于我們身邊的大自然，研究分形美學讓我逐漸體會到自然本身的多樣性和創造性，分形美學是尊重自然尊重生命的，它的自然形式、潮流和體系總是非常自然地美好和諧的贊美結合起來，極度迷人，富有靈感，是令人贊嘆的藝術效果。分形美學表現出來的生命延展性超過所有藝術，換句話說它是一種有機理論，對自然無比崇敬而理解出的分形語言，而這種語言很早就存在于宇宙的各個角落。物理理論博士張天蓉曾在蝴蝶效應之謎一書中提到“理科研究用在如此感性的音樂和藝術上，有人說感性讓人自然，理性讓人智慧，理性和感情的結合才能產生完美。”分形學帶來科學與藝術的融合之美，分形美學展示了數學與藝術審美的統一， 對分形美學在傳統繪畫中的探索是打破單一專業領域的跨學科的研究。分形學不僅僅是一組組的數學公式，更是一種突破以往的實用型方法論，這種方法論已經廣泛借鑒于各個領域，適用性非常好，包括醫學、天文學、物理學、哲學、設計學、金融學等等。從全新的分形學的角度體察藝術創作的可能性將會是一異常場精彩的旅程。

[1]劉華杰.分形藝術[M].長沙：湖南科學技術出版社，1994.

[2]B-曼德爾布洛特（Benoit B-Mandel brot），分形對象（M）文志英， 蘇虹譯，北京：世界圖書出版社，1999.

[3]張天蓉.蝴蝶效應之謎.北京：清華大學出版社，2013.