維米爾的畫

關于科學與藝術之間的關系，曾經有過很多經典表述——比如愛因斯坦說：“真正的科學和真正的音樂需要同樣的思維。”福樓拜則說：“科學和藝術總在山頂重逢。”也不乏各種成功實踐——如今流傳下來的達·芬奇的許多機械發明手稿中，就有科學與藝術完美結合的痕跡。

今天，二者之間的通融更是越來越廣泛地受到大眾關注。人們迫切想要了解藝術與科學為何如同一枚硬幣的兩面，又如何能夠發現更多交叉與碰撞的可能？上海科技教育出版社出版的《名畫在左科學在右》一書，揭示了群星璀璨的藝術大師與科學之間的不解之緣，帶領人們從科學的角度重新認識世界名畫，并進而探求二者的共同源頭。

藝術與科學的交叉碰撞，不斷拓寬人類創造力半徑

貝措爾德效應中藏著梵高配色的科學依據，循著“感受野”“視覺腦”讀懂蒙德里安的格子畫

19世紀，照相機的出現給了寫實繪畫致命一擊。手執畫筆的藝術家們紛紛革新技法，應對這場危機。從此，藝術走上越來越讓人看不懂的道路，印象派、后印象派、野獸派、立體派、抽象畫派、未來派……眾多新興繪畫流派紛至沓來，看似是為掙脫科學的束縛，《名畫在左科學在右》一書作者林鳳生卻為人們揭示，現代藝術很多革新技法的出現，似乎都能從科學的角度找到其發展的合理性甚至是必然性。

印象派大抵是最為人熟知的現代藝術流派，熱衷于捕捉大自然中光與影的微妙變化，將瞬間光感依據自己腦海中的處理附之于畫布之上。為什么這樣的繪畫能夠予人豐富的空間感與強烈的運動感？林鳳生認為，或許奧秘就藏在“雙眼視差”等人類所依賴的視覺機理中。所謂“雙眼視差”，指的是人在觀察近處物體的時候，兩只眼睛會產生視差，即在兩個視網膜上產生一對稍有差別的像，大腦便會把它們融合起來生成一個立體的圖像，并能確定物體離觀者的距離。19世紀中葉，物理學家查爾斯·惠特斯通爵士最早發現了這一奇妙現象。而用筆粗放、形象模糊的印象派畫作，對觀者的雙眼視差恰恰起到了推波助瀾的作用。此后，又有研究者發現，一定數量重復出現的圖案元素將令人的大腦對信息進行錯誤的融合，產生“自適立體圖”，也即一種隱隱約約的三維立體感。印象派畫作往往充斥著大量碎而有序的小筆觸，在對于天空、樹葉、草叢、水波等處的描繪中，這樣的筆觸尤為明顯。例如，在莫奈《透過樹叢的春色》中，朝著一個方向、形狀大同小異的一大片樹葉，就組成了相似的視覺元素。它們在觀者雙眼視網膜上所呈現的圖像，經過大腦融合，變成了一種朦朦朧朧、有著豐富層次的視覺效果。

再看后印象派的代表人物梵高。他的畫作為何如此“辣眼睛”，濃烈的情緒仿佛從畫面中噴涌而出？林鳳生從貝措爾德效應中找到了梵高配色的科學依據。以發現者命名的貝措爾德效應，其實是一種色彩視錯覺，揭示出人們對于色彩的感覺，其實與其周圍的對比顏色有關，也就是說，色彩是客觀的，而色感是主觀的。讓我們不妨格外留心梵高畫作的色彩，他總是將鮮明的原色涂在彼此相鄰的位置上，再加上他的畫面有著很強的筆觸感，不同顏色的短促線段根根分明。這些都將令畫面獲得一種“加法混光”的效果，使得本就鮮明的原色更趨絢麗光亮，進而讓觀者感到激情四溢。

將山巒、樹木、房屋、蘋果、人物統統簡化成錐體、球體、立方體等種種形狀的立體畫派，僅僅是塞尚、畢加索等藝術家們腦洞大開？林鳳生認為，這一系列畫作一定也從自然科學里受到了些許啟發。幾何學與四維空間理論的提出，在他看來就對立體畫派產生了不容忽視的影響。在畫面上將一切物體形象破壞、肢解，然后再加以主觀的拼湊、組合，立體畫派這種以求所謂立體地表現出物體不同側面的嘗試，可不正是在探索肉眼看不見的四度空間？

至于那些追求徹底簡化的抽象派，無論蒙德里安的格子畫，還是波洛克肆意潑濺的色彩，科學中居然也都藏著對于它們的另類“打開方式”。這種打開方式，與“感受野”與“視覺腦”兩個神經科學的術語有關。所謂“感受野”，指的是身體表面某個區域受到適當的刺激，將引起腦細胞的反應；而“視覺腦”，則將視覺看成了一個創造性的主動過程，認為人類的大腦面對豐富多彩的外界視覺信息時，總是能夠從中篩選出一部分有用的信息進行解讀。科學家們發現，大腦的神經細胞會對感受野里出現的特殊走向直線——無論水平、垂直還是傾斜的直線，以及拐角產生放電反應。這些直線和拐角，可謂構成形狀或輪廓的基本要素，而大腦正是抓住由這些直線和拐角轉換而來的幾何形狀，將其整合成最終映現出來的圖像。由此看來，或許不難理解蒙德里安等藝術家為何如此強調線條、尤其是橫平豎直的線條，人類的視覺從這樣的線條中或將篩選出更為印象深刻的圖像——大腦里確實有某些細胞只對特定走向的線條有反應。也有研究表明，視覺腦細胞感受野喜歡接收有藍色方塊的圖像，同時對于白色背景中的藍色方塊又比對于黑色背景中的藍色方塊反應更為強烈。這樣的結論則很容易讓人聯想起馬列維奇一系列在白色背景上的方塊畫。這位藝術家所追求的視覺效果，簡直像是為迎合大腦細胞的生理功能而量身定制的。

借助光學器材創作是歷代畫家慣用的“小伎倆”，但這并不妨礙他們繪畫的藝術價值

維米爾的畫作不借助暗箱難以達到如此精準，使用光學器具的蛛絲馬跡清晰地留在霍爾拜因的《大使》里

在漫長的藝術發展進程中，以光學器材為代表的科技發展也曾確鑿推動寫實繪畫的發展。

荷蘭小畫派代表人物維米爾之所以成為藝術史家關注的焦點，很大程度上是因其精致得同照片一般逼真的畫作，將平凡升華成永恒。這令人們不禁對其繪畫技法揣測紛紛。近百年來，不斷有人疑心，維米爾在用暗箱作畫——照相暗箱起到“構圖機器”的作用，使得畫作中的景物看上去像是在照相機取景窗里看到的。

英國建筑幾何學教授菲利普·斯塔德曼曾在出版于2001年的《維米爾的照相機》一書中，公布其20年來對維米爾是否借助“暗箱”繪畫所進行的深度研究結果。他重建了維米爾畫室的三維幾何模型，通過分析畫家的視點，推測維米爾用了最簡單的廂形暗箱，導致完成的畫作與光學投射的圖像大小相同。斯塔德曼最終得出這樣的結論：維米爾的畫作不借助暗箱難以達到如此精準。他甚至留意到，維米爾的很多畫作是以同一個房間作為場景的，進而估算出，這間房的一面墻上應有3扇大窗，因維米爾的作品通常只出現1至2扇窗戶，故而認為第3扇窗對應的空間就是畫家放“暗箱”的地方。

本世紀初，英國畫家霍尼克進一步發現，借助光學器材作畫的絕不僅維米爾一個人。這份名單列出來有一長串，其中不乏人們耳熟能詳的名家，揚·凡·艾克、霍爾拜因、倫勃朗、哈里斯、委拉斯開茲等都在其列，幾乎貫穿15世紀以后的西方繪畫史。霍爾拜因和卡拉瓦喬就是林鳳生援引的兩個典型例子。霍爾拜因生活的年代比維米爾早一個多世紀，在他36歲的力作《大使》中，畫家使用光學器具的蛛絲馬跡清晰地留在畫面上。這幅畫畫的是塞爾夫主教受法國天主教會的委托來訪英國時與當時法國派駐英國的丹特維爾大使的一次秘密會見。畫面中的魯特琴、地球儀等很多物件都被刻畫得一絲不茍，然而，畫中兩個人物——主教與大使之間，卻出現了一片讓人辨不清的呈對角線狀的東西，看上去極不協調。正是這個極少出現在繪畫中的變形圖像暴露了畫家使用光學器具的事實。再看比維米爾大了約半個世紀的卡拉瓦喬。據說他作畫速度極快，并且從不畫素描。那他畫面中看上去極為寫實的造型是如何練就的呢？霍克尼認為他的獨門秘笈正是光學器材。比如卡拉瓦喬在《以馬忤斯的晚餐》中就露出“馬腳”——畫中右邊的圣徒，離觀者較遠的右手看上去竟然比離觀者較近的左手還要大。似乎擁有超寫實繪畫能力的卡拉瓦喬，怎會犯如此低級的錯誤？霍尼克的理由是，這正是畫家在重新對焦過程中變動透鏡和畫板距離的結果。

林鳳生在為人們悉數歷代畫家借助光學器材創作的“小伎倆”時，也堅定不移地指出，這樣的行為不會影響他們繪畫的藝術價值。這是因為，對于繪畫而言，創意始終是第一位的，技術是第二位的，至于技術中使用的輔助手段就更為次要了。

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世界藝術史上的這些畫家讓藝術與科學的交融達到極致

甚至于，有的藝術家因著對于科學的執著，為自己的藝術開創出獨一無二的風貌，從而得以在藝術史上留名。在他們的作品中，藝術與科學的交融達到某種渾然天成的極致。

艾舍爾的畫

◆荷蘭畫家M.C.艾舍爾

艾舍爾被譽為科學思維版畫大師。他以研究科學的態度研究藝術，一本正經地將一些不可能的世界立體地呈現在人們面前，就像是在玩視覺的魔術。他的許多版畫都源于悖論、幻覺和雙重意義，努力追求圖景的完備而不顧及它們的不一致，或者說讓那些不可能同時在場者同時在場。

旋轉樓梯是艾舍爾作品中反復出現的意象，循環往復，像是永遠沒有盡頭。《上升與下降》就是其中一幅名作。畫面描繪的是一個特別的建筑體：屋頂被一圈封閉的樓梯圍住，樓梯上有群人繞著階梯走，一部分人看上去像是以順時針的方向往樓梯上走，另一部分人則像是朝逆時針的方向前進，這個樓梯就像一個無止盡的迷宮，一旦進去就無法出來。這樣的畫“拿來”了著名的“彭羅斯階梯”原理——那是一個不論向上或是向下皆無限循環的階梯，觀者無法找到最高點與最低點，人們一直在沿著臺階往上走，卻一直在同一個水平面上打轉轉。這樣的階梯現實中的三維世界不可能出現，只可能存在于二維圖畫的迷惑中，而艾舍爾正發揮其豐沛的想像力與縝密的計算，讓彭羅斯階梯逼真、合理地出現在自己的畫中。再看艾舍爾的另一幅名作《藝術畫廊》，盡管畫面并未出現階梯本身，但內核其實仍是旋轉樓梯般的意象。據說畫家本人十分鐘愛這幅作品，他曾多次于書信中向朋友解釋：“這幅畫作透過循環排列以及球面突起效果，產生一種既無開始也無結束的畫面。我故意選擇了連續的物體來變化，例如畫廊中的一排畫、或是小鎮的一排房子，如果不是這樣，觀眾就難以理解我創作此幅作品的意圖。”

艾舍爾給后世留下了巨大的寶藏。《盜夢空間》《哈利波特與魔法石》的靈感都來自于他。獲得美國普利策獎的巨著《哥德爾、艾舍爾、巴赫——集異璧之大成》，將藝術家艾舍爾與數學家哥德爾、音樂家巴赫相提并論，認為他們之間存在著人類思維不同領域的共性。

◆西班牙畫家薩爾瓦多·達利

達利的超現實主義繪畫，畫的僅僅是夢境？有科學研究者發現，達利對科學有著濃厚的興趣——1930年代，他癡迷的主要是雙重影像與幻覺；1940年代他的興趣轉向普朗克的量子論，并于1945年后開始了他的核物理或原子物理時期和核神秘主義時期；1955年至1978年，他的作品又深受遺傳學，特別是DNA及其結構的影響。

達利對于科學的興趣，在畫作中最顯而易見的流露便是一系列雙歧圖。“雙歧圖”來自心理學，在這樣的圖中，人們以不同的圖片部分作為知覺對象時，會看到不同的圖像。達利的《販賣奴隸市場與消失的伏爾泰半身像》與《妄想出來的人》，都是典型的雙歧圖。在前一幅畫中，兩位像修女的人物竟然巧妙地組成了伏爾泰的臉；在后一幅畫中，小屋與屋前坐著的人們若是隔開一定距離觀看，則將變成一張偌大的側臉。

賴利的視幻藝術

◆英國畫家布里奇特·賴利

賴利是歐普藝術的代表人物。歐普藝術又名視幻藝術，主要借助線、形、色的特殊排列引起人們的視錯覺，從而使靜止的畫面產生眩目流動的動感效果。而賴利最為標志性的創作風格，便是將波浪狀的色彩條帶并置，在畫布的平面上形成強烈的視覺觀感。凝視著她的畫作，不一會兒觀者便會覺得頭昏目眩。藝術評論家稱，她的畫淋漓盡致地展示了光效應的奧秘。

這些“會動”的幻覺圖片，似乎具有一種魔力。它們不僅引起藝術界特別的關注，同樣激起科學界的興趣。英國神經科學家西蒙·澤基就曾研究過大腦對于藝術作品的感知過程。他發現，賴利一定是通過反復修改試驗后，才獲得了這樣的視覺效果，她一定相信通過修改可以增強視覺的運動感。因此，澤基指出：“藝術家成功地用自己的神經組織進行了試驗。”