以“自旋”為主題壁畫創作

劉思瑞

科學與藝術都是人認識世界和交換感覺的手段，是靈性思維在這個世界的集中表現，藝術是用創新的方法喚起每個人的意識或潛意識中深藏著的情感而科學是對自然界的現象進行的準確的觀察和抽象，這抽象的總結是自然是定律。藝術與科學的共同基礎是人類與生俱來的創造力，他們追求的目標都是真理的普遍性。

1初探自旋之謎

“自旋”是指量子物理學中，微觀粒子內稟角動力引起的內稟運動。宏觀與微觀粒子的自旋，基本粒子的自旋是一個純粹的量子效應，經典牛頓力學描述的粒子并不具有該內稟屬性。自旋起源于狹義相對論，自然界的所有基本粒子均可由自旋進行分類，其中玻色子傳遞相互作用，而狹義相對論則是時間和空間統一描述的理論。狹義相對論描述的1+3維時空，其三維群SO（3）具有的轉動不變性則對應了角動量守恒。對洛倫茲群的旋轉不變性的推廣，則引入了自旋的描述。自旋與量子統計規律，粒子的自旋決定了其所要滿足的量子統計規律。例如費米子統計規律決定了原子內核外電子排布，類玻色子形成庫珀對的超導現象。

狄拉克方程描述了反粒子的存在，所有粒子均存在反粒子和反物質。而斯特恩-葛拉赫的電子實驗則證明了自旋的存在。微觀粒子的自旋起源于狹義相對論，來源于狹義相對論所描述的洛倫茲群旋轉不變性的推廣，預言了自旋作為純量子效應和反粒子的存在。自旋決定了粒子的量子統計規律，不同的統計分部產生了原子核外電子排布，超導等物理現象。而在在實驗上則是斯特恩-葛拉赫的電子實驗證明了自旋的存在。自旋的本質還需要更多的解謎和探索。

2創作靈感來源

初次接觸到“自旋”是這次參加上海交通大學李政道科學與藝術系列主題活動，李政道先生一直致力于推動科學與藝術相結合，也曾邀請多名藝術家，一起研討創新，在科學界引起強烈反響。也很有幸在本次科學與藝術坊中與社會各界學者

與藝術家一起學習和了解這個未知的領域，并對科學與藝術的關系進行了激烈的探討，也希望能用創意的火花點亮科學與藝術的神秘光輝。起初接觸這個主題時本想從“自旋”的定義出發進行探索，但當我了解了“自旋”并發現這一現象至今在科學界仍未被用可視化的東西進行表達時，我便知道這一在科學界都存在著許多困惑的現象根本不是我們這些外行能用三言兩語或是一兩個圖示就能表達清楚地。通過了解我們可以認識到“自旋”是一個非常深奧的概念，他把自然界

的三種相互作用在狹義相對論里，然后一直到廣義相對論理，至今它還是沒有的到徹底完備的描述，那么與其想要用藝術的形式去描述“自旋”還不如說用藝術的形式引發人們對于“自旋”的思考。既然“自旋”是一個我們生活中看不到也摸不著但卻存在的現象，我們何不嘗試把科學真正的內在遠和原理概念融入到藝術表達當中，嘗試用公共藝術壁畫中所具有的極強的主題性和內在的感染力帶給觀眾強烈的視覺效果從而引發人們對于“自旋”的思考和探索。

3 創作想法

通過了解與學習粒子的“自旋”讓我萌生了一個大膽的想法，既然“自旋”我們肉眼無法觀測到的，至今也無法用統一的公式或形態表達的，是摸不到也抓不住，更與自轉的本質是完全不同，那我們何不嘗試在日常生活中找到與之神秘特性相似的東西來比喻，在與交大科藝工作坊的老師談話時，老師將其比喻為太陽使我茅塞頓開，我們通過肉眼所觀測到的太陽之所以是紅的那時因為在早上和黃昏空氣里面的水氣是最豐富的而反射最厲害的就是水氣里面的紅色的元素通常我們說太陽光是白光，這是說的大白天，大約上午8，9點鐘到下午4，5點鐘，其實，太陽光也不是嚴格的白光，太陽光中包含有紅橙黃綠青藍紫各種色光，深究于此其實太陽光真正的顏色也是我們所看不到摸不著的，但當人們看到暖色的藝術品時中能想到熱情，炙熱甚至溫暖的太陽，這就是人們對于暖的一個潛移默化的定義。所以我選擇用光束與角動力這一因素結合，在空間中營造能帶給觀眾視覺沖擊的美感，做一個帶有強光照射性的裝置。將這個會自旋并散射光斑的裝置從任意一側釋放，根據地心引力此裝置會不停地搖擺，是觀者能夠感受到半徑越大搖擺速度越快，隨著地心引力半徑減小，裝置搖擺的速度也越來越小，從而了解宏觀意義上的角動力并引發人們對于微觀粒子內稟角動力的思考。在裝置周圍環境的底部會有磁場引發的氣流帶動畫布，讓人們了解到物理學中的磁場從而聯想到生活中的科學產物核磁共振進而引發對于“自旋”的思考。畫布下層有一個努力揭開畫布的人在涌動，也代表這人類努力揭開科學的謎底用于攀登不斷探索的精神。

4總結

藝術與科學同樣結緣于生活，都以表達、反映生活為己任，但運用的手段卻不一樣。社會科學用論證、抽象的概念來運作，而藝術則致力于情節、形象的把握。作為一名藝術的表達者，雖然不能用圖示或文字去解釋“自旋”但能讓大家了解到引發“自旋”這一現象的內在因素，嘗試引導觀看者避免陷入自旋的字面理解當中，在視覺享受的同時帶領觀眾走向正確的思考方向，用藝術的視角詮釋對于科學的理解，讓科學與藝術在不斷地碰撞中釋放出更加絢麗精彩的火花。