文/陳池瑜

人是一種富有好奇心和探索性的高級動物，其探索對象就是未知世界，探索主體就是人的思維，探索工具就是科學手段和藝術媒材。自然世界是一本不斷被打開的充滿神奇的科學讀本，同時也是一幅不斷被展示的具有審美魅力的壯麗畫卷！對自然世界不斷探索的最高目标就是真與美，最終成果就是科學與藝術！人類在對自然世界的真和美探索過程中，也不斷發展了兩種主要的思維方式：邏輯思維和形象思維，或者說科學思維與藝術思維。所以馬克思在青年時期就說過，人類五官感覺的形成是全部世界史的産物。

著名科學家李政道在《科學與藝術》（上海科技出版社，2000年）一書中認為：“普遍性一定植根于自然，而對自然的探索則是人類創造性的最崇高的表現。事實上如一個硬币的兩面，科學和藝術源于人類活動最高尚的部分，都追求着深刻普遍性、永恒和富有意義。”科學家追求的普遍性，是自然之真，是透過對五彩缤紛的自然現象的分析研究，達到對自然本質的認識，是人類對自然現象的一種抽象和總結，也就是對自然事物普遍規律的認識。天文學、物理學、化學、生物學等自然科學，其成果和原理、公式，都是對自然界之現象進行分析探索，并進行精确的抽象，這種抽象就是自然定律或規律。而對定律的闡述越簡單，應用越廣泛，科學原理就越深刻。自然現象當然是不依賴于人，也不依賴科學家而存在，但對自然現象的抽象，對自然本質的認識，卻要依靠人的思維，依靠科學家的分析研究，依靠科學家的發現與創造。所以科學既是人類智慧的一種結晶，同時也是人類創造力的一種展現。沒有科學，人類可能還在朦胧中生活，世界對人類隻能是永恒的彼岸。

卡洛•克裡韋利 報喜 1486年

梁啟超于20世紀20年代初在國立北平藝專所做《美術與科學》的演講中，認為西洋現代文化是從文藝複興時代演進而來，現代文化的根底是科學，從表面看來，美術（梁啟超所說的美術即“Art”）是情感的産物，科學是理性的産物，兩件事好像不相容，但實質是兩兄弟，二者相得益彰。梁啟超認為美術和科學的共同母親是“自然夫人”，而美術的關鍵在“觀察自然”，美術所以能産生科學，全從“真美”合一的觀念發生出來，“熱心和冷腦相結合是創造第一流藝術品的主要條件，換個方面看來，豈不又是科學成立的主要條件嗎？”梁啟超還預言中國将來有“科學化的美術”，有“美術化的科學”，并以此寄托于國立藝專諸君，希望他們創造出科學化的美術來。（梁啟超《美術與科學》，見戴吾三、劉兵編《藝術與科學讀本》，上海交通大學出版社，2008年）

文藝複興時期的藝術家和科學家達•芬奇指出，“繪畫的确是一門科學，并且是自然的合法女兒。”按照達•芬奇的理解，科學就是對自然的探讨。繪畫也是探讨自然的一種手段。他認為我們的一切知識來源于感覺，視覺是我們獲取自然知識的最重要的感覺器官，繪畫是視覺藝術，因此它比其他門類的藝術更接近于科學。他還認為一門真正的科學應具備兩個基本條件：一是以感性經驗作為基礎，二是能像數學一樣嚴密論證。繪畫藝術具備這兩個條件。“繪畫科學研究物象的一切色彩，研究面所規定的物體的形狀以及它們的遠近，包括随距離之增加而導緻的物體的模糊程度。這門科學是透視學（視線科學）之母。”（《達•芬奇論繪畫》，戴勉編譯，人民美術出版社，1979年）文藝複興時期的阿爾伯蒂和達•芬奇他們将繪畫透視學與數學基礎幾何學結合起來研究，發現焦點透視、線透視、空氣透視等規律，并通過色彩研究，發現色彩明暗和在平面上呈現物體凹凸感即立體感的規律，成為後來西方寫實油畫之科學再現事物方法的基礎。

莫奈春天

有一些自然現象可能是科學家和藝術家共同探讨的問題，如對色彩和光的研究。牛頓對光學的最大貢獻是提出了色彩理論，他用實驗證明，陽光即白光是由多種色彩的光構成的。他通過一塊棱鏡将一束入射的白光分解成為彩虹樣的彩色光帶。牛頓賦予他的光粒子以“倏地變得容易透視、倏地變得容易反射”的性質。藝術家歌德寫了三大卷專著讨論色彩問題，第一卷651頁，用了近300頁的篇幅批判牛頓的學說，第二卷共757頁，翔實地對從畢達哥拉斯到牛頓的各種色彩理論進行曆史回顧，第三卷收入若幹色彩圖表。歌德的色彩理論是非數學的，是主觀性的，歌德強調的是色彩屬于心理效應。海森堡說：“歌德的色彩理論為我們構築了一種和諧的秩序，在這一種秩序中，就連最微小的細節都具有生命的内容，并囊括了色彩的客觀的和主觀的整個表現範疇。”19世紀後期法國巴比松風景畫派和印象主義畫家對色彩和光的探索作出了貢獻。巴比松風景畫家柯羅說：“我始終熱愛美好的大自然，我就像小孩那樣地研究大自然。”盧梭認為在藝術作品中體現的光是普遍的生命。印象主義畫家認為，在光和色的關系上物體無固定色彩，隻是光波在物體表面顫動程度不同的結果，主張用日光七色來表現對大自然的瞬間印象，采取在戶外直接描寫景物的新方法，主張用對物體整個看的“同時觀察”來取代對自然逐個細看的“連續觀看”，捕捉陽光一刹那間在物體上的變化，強調光色變化中的整體感和氛圍。新印象主義畫家修拉要運用藝術的經驗，科學地發現繪畫色彩的規律。新印象主義創立點彩方法，将色彩如豆點一樣分割，再經過眼睛的整合意象的作用，使由點分割的色彩形成面，從而組成物體或人物形象。他們認為在繪畫創作中可用科學的理性方法來設計色彩的布局從而達到預期的造型效果。

對空間和時間的研究，不僅是科學家探讨的領域，也是藝術家試驗的課題。以牛頓為代表的絕對時空觀，把時間和空間看成是兩種并存的絕對分開的獨立于物質之外的實體。1905年愛因斯坦創立的狹義相對論指出，時、空的度量都是相對的，具有不同速度的慣性系，不可能有絕對同一的時間尺度和空間尺度。既然自然科學中的經典時空觀受到挑戰，難道繪畫中的時空觀不能重新思考嗎？當時阿波利奈爾和畢加索在這種科學氛圍下也在畫室中經常談論“第四空間”這個新詞。畢加索要用繪畫對時空表現進行新的探讨。畢加索受愛因斯坦“第四空間”理論的影響，創立了立體主義。對繪畫空間重新探讨，在畫面中分解形體，重新組織形象，運用想象中的形象代替自然形象，實現了繪畫中的一次大革命。1909年，以意大利藝術家波丘尼、卡拉等人為代表的未來主義将時間的概念引入靜态的繪畫和雕塑中，将動力、速度、力學、運動作為繪畫中表現的主題，将工業社會機械帶來的新的特點加以表現，創作出《一輛汽車的力學》等作品。畢加索、波丘尼、卡拉用繪畫對空間和時間問題進行新的探索。

藝術家對自然的探索和科學家有所不同，科學家是研究自然的普遍規律，追求自然之本真，藝術家對自然的探讨，某些時刻也在追索自然的真理，但更多時，是在探尋自然之美，用歌德的話說，藝術家在創造第二自然，他們揭示的是藝術之真。也就是說科學家用理性的方式揭示自然之内質，藝術家則用感性的方式，展現世界之外美，南朝畫家宗炳說：“山水以形媚道”“質有而趣靈”，藝術之美、藝術之靈趣，正是自然之質、“道”的外觀形式。“媚道”就是用藝術美的形式表現自然之道與自然之質，這就是藝術的最高本質！所以對自然的探索，既需要科學，也不能缺少藝術。科學和藝術，須臾不能分離，這正如自然之真與美、規律與現象、普遍與個别互為表裡，緊密相連一樣！

陳池瑜：清華大學教授、博士生導師。

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