淺析藝術與科學的關系

張斯淇

縱觀人類歷史長河，大概最具有創造性的便是藝術與科學了。表面上看，藝術與科學分屬于兩個完全不同的學科，但是在任何時期，藝術和科學都在齊心協力地推動著人類文明的發展。藝術是感性的，藝術家發揮靈感和想象以表達人類情感；科學是理性的，科學家依靠歸納與演繹的方法試圖揭示整個宇宙的真相?？肆_齊認為，藝術與科學在審美方面交匯。早在2500多年前的古希臘時期，畢達哥拉斯學派的科學家就已經開始探討什么是美，他們將美定義為數的比例與和諧。盡管藝術與科學各自走過不同的發展道路，但全世界許多著名的藝術家和科學家卻深信藝術與科學之間密切相關，相互影響。

一、科學對藝術的影響

翻開藝術史會發現，新藝術流派的產生、藝術觀念的轉變，很大程度上是因為科學技術方面的重大變革。工業革命時期，機器大生產時代的到來改變了人們對傳統藝術的執著，藝術不再只是獨一無二的作品，藝術品可以被復制，同時也促進了藝術觀念的一系列變化。

(一)科學的發展為藝術創作提供新思想

19世紀初期，攝影技術的發明使寫實風格的繪畫作品失去價值，這一沉重打擊使畫家開始思考繪畫的意義，繪畫不再是對現實世界的模仿，藝術家開始探尋真實之外的真實，追求攝影技術無法復制的部分。相比于如何正確描畫客觀世界，如何表現作者對客觀世界的“印象”變得更加重要。繪畫藝術不再局限于描繪客觀世界，而是強調表達個人情感及對客觀存在的主觀認識，印象派也由此誕生。

印象派是西方美術史中劃時代的藝術流派，印象派的畫家走出昏暗的畫室，來到大自然中捕捉光的瞬息萬變。根據當時最新的光學理論，“物體的色彩是由光的照射而產生，物體的固有色是不存在的”，印象派畫家來到戶外，真實地描繪陽光下的自然之美，16世紀以來的“醬油色調”成了歷史。印象派放棄事物的固有色，執著于光的性質和變化，為現代主義的誕生奠定了扎實基礎。

埃舍爾是著名的荷蘭畫家，他以科學為基礎進行藝術創作。初看埃舍爾的作品會讓人覺得迷茫，之后卻會為之感到震撼，埃舍爾筆下的世界竟是如此神奇！埃舍爾注意到，人們所生存的客觀世界是三維世界，但是繪畫等平面藝術是二維的，人們在二維的繪畫作品中看到的三維事物都是源自主觀視覺的想象。所以他認為“繪畫就是‘欺騙’”，在二維平面上表現三維現實世界飽含著無限可能。埃舍爾運用數學、物理學知識進行藝術創作，其中充滿理性建構[1]。埃舍爾最神奇有趣的作品就是《矛盾空間》?？此剖菍φ鎸嵤澜绲拿枥L，卻是不可能存在的假想空間。埃舍爾以彭羅斯臺階為靈感來源，創作了《上升與下降》，使現實中不可能存在的彭羅斯臺階在藝術作品中得以呈現。

(二)科學的發展為藝術創作提供新形式

信息網絡以及新媒體藝術的發展拓展了藝術表現的形式。來到首都北京，最有儀式感的旅游必備行程之一就是“打卡”故宮博物院。跟隨著擁擠的人潮，逐一給文物拍照，紫禁城之旅好像并沒有收獲太多“感動”?，F在則不同，人們坐在家中，打開故宮展覽App，就能全方位、多角度欣賞展品，VR技術(Virtual Reality，虛擬現實)讓人們在家就能達到現場看展的效果。對于感興趣的想實地參觀的展覽，也可以參考App提供的信息查詢、電子地圖功能，前往故宮博物院參觀。此外，往期展覽依然能夠在線上觀看。

想必大多數人在參觀美術館、博物館時，都會困擾于“看不懂”，對歷史背景、專業知識的缺乏會讓我們難以理解這些文物好在哪里。2019年，故宮博物院推出故宮600年紀念App——紫禁城600。整個應用被分為兩種模式：白天—建筑篇；夜晚—故事篇。在建筑篇模式中，人們能看到整個紫禁城的俯視圖，每一部分都有詳細介紹，包括宮殿的功能、規格，以及結構和裝飾細節等等。清晰的地圖輔以科普文獻，如紫禁城中避雷針的精妙設計、太和殿上的小獸等。在故事篇模式中，人們能看到有趣的歷史故事，了解皇宮中的日常生活，紫禁城的歷史由此變得更加豐滿，這便是“有溫度的歷史”。

故宮博物院發布的應用《皇帝的一天》，結合了交互藝術，將孩子帶入清代宮廷，使其了解更有趣的歷史故事，學習文化知識。該游戲從一個小故事開始，想出宮游玩的小皇帝拜托石獅子，于是小獅子便找來玩家“假扮”皇帝，度過美好的一天。玩家要從早起選合適衣服開始，再到讀書、學習騎射，乃至吃飯，事無巨細全方位地體驗皇帝的生活。小獅子和小鳥還會向玩家介紹清代生活、服飾、禮儀等知識。寓教于樂的形式正是藝術與科學服務于未來的最好方式。

(三)科學的發展為藝術創作提供新手段

丹麥藝術家奧拉維爾·埃利亞松是當代活躍的藝術家，由他設計制作的沉浸式裝置藝術，將他對自然的情感融入裝置作品，讓觀者深深沉浸在他所營造的氛圍之中。埃利亞松以霧、水、冰、光、氣等自然現象作為其裝置作品中的材料，并同幾何學、物理學、美學相結合表現自然之美。他期望“這些藝術作品將邀請觀眾向內觀看，探討其感官在其中將如何作用，為人們在日常生活中夢想理想主義實踐提供可能”。在這如夢似幻、若有若無的沉浸式體驗下，觀者早已融入其中，感受萬物的一呼一吸，與大自然合二為一。

埃利亞松常年研究自然科學，水、氣、冰晶，生物、空間幾何學等都是他的研究對象和創作靈感來源。他的作品很多都是螺旋形、六邊形、多面體，這些不規則圖形充滿設計感，在藝術創作的過程中，時常會伴隨難以表達的情感，這部分情感會融入作品當中，并被觀者以他們各自的方式感受到，這種朦朧又難以言說的部分超越了語言，這便是藝術的魅力。

作品《聲音銀河》是由27個多面體組成的裝置，每個多面體都猶如銀河中一顆顆耀眼的行星，散發著鉆石般的光芒，埃利亞松所表現的是天體音樂理論。開普勒受到畢達哥拉斯理論的影響，將天文與音樂進行有機結合，在特定情況下，行星運行的軌道形成和諧的角度，天體發出的音調混合在一起，充盈了整個宇宙，形成了悅耳的天體音樂。

二、藝術對科學的影響

(一)藝術為科學的進步提供靈感

錢學森在《科學的藝術與藝術的科學》中提到，藝術思維的訓練有助于科學想象力的培養。《原創》(Originals)一書中研究了科學家的藝術才能，書中提到，一位諾貝爾獎獲得者與普通學者相比，前者會演奏樂器的可能性是后者的2倍，會藝術創作的可能性是后者的7倍，會表演、舞蹈或魔術的可能性是后者的22倍。音樂曾經是數學的分支，藝術思維啟發科學創新，科學技術進步推動藝術的發展。美妙的音符與大自然的數理規律實現了辯證統一，科學家能夠使用自然科學的定量方法研究，對藝術創作產生重要影響。

(二)藝術助人理解科學概念和信息

透納善于描繪光與空氣之間的微妙變化，他研究光芒的強弱、云朵和風的活動，可以說透納一生都在追光。透納的作品所傳達的信息就是光是一種粒子。很多人認為，光跟物質很不一樣。但是現代物理學有一個統一的理論，可以用一套方程描述光的兩種形式。比如說，我們可以把光看作由光子組成的粒子。事實上，把光看作是物質仍需要一些藝術想象。欣賞透納的作品，會對光的粒子性清晰明了。

2009年，甲型流感病毒H1N1即“豬流感”肆虐全球，各國人們在擔心病毒感染到自己身上的同時也在困惑：為什么這個病毒如此可怕？都柏林科學美術館舉行了一場名為“傳染病：離遠點兒”(INFECTIOUS: Stay Away)的展覽，旨在通過藝術形式和科學手段，幫助人們直觀地了解傳染病的感染機制和自我防護的措施。

進入展覽館，每位觀眾都要佩戴一個電子標簽，觀眾在展區內的行蹤會被標簽記錄下來，在顯示屏上，觀眾可以看到病毒是如何通過人及物品進行傳播的，有些觀眾會變成“病毒”模擬受害者，需要前往“消毒站”進行“消毒”。觀眾也可以在“免疫實驗室”提供自己的DNA樣本，生成自己的基因信息，看看是否容易感染肺結核、瘧疾等傳染病，也能看到自己擁有的天然免疫力。

在人們聞“流感”色變、越來越恐慌之時，這場展覽無疑幫助了人們解惑，也幫助了人們更加理智地對待流行傳染病，做到科學防護。觀眾在“免疫實驗室”提交的DNA樣本，也為科學研究提供了大量數據。

(三)藝術推動科學的進步

伽利略·伽利雷是近代科學革命的先驅，他改變了人類對宇宙和物質運動的認識。伽利略的許多科學成就離不開他的藝術造詣。伽利略表明，繪畫通過呈現明暗，可以在二維層面展現出三維物質的面貌。數學家哈略特原本是繪制月亮的第一人，但是他忽略了最重要的一點，他并沒有理解月球上的陰影就是環形山，這一重要的因素被他所忽略，月球的真實面貌并沒有被繪制完全。四個月后，伽利略準確地將環形山辨認并刻畫出來，之后伽利略又畫出了月球盈虧圖，他也成為第一個通過望遠鏡對宇宙天體寫生的科學家[2]。由此可見，藝術在科學發展的過程中發揮了不可或缺的作用。

三、結語

愛因斯坦曾經說過：“如果通過邏輯語言來描繪我們對事物的觀察和體驗，這就是科學；如果用有意識的思維難以理解而通過直覺感受來表達我們的觀察和體驗，這就是藝術?！彼囆g與科學的融合具有歷史必然性。探索和思考藝術與科學的關系和二者之間的相互影響，將是貫穿整個人類社會發展的重要課題，也是每個人的重要使命。