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——读《艺术与物理学》
文：刘华杰
出处：科学·历史·文化 2002年11月　

　　一个外科医生来谈物理学与艺术，特别是现代物理学与现代艺术，构筑连接双方的桥梁，你相信他能够胜任吗？

　　非但如此，外科医生史莱因（Leonard Shlain）从“现代艺术的难以理解和现代物理的难于掌握”这种表面的关联出发，写就了大部头的《艺术与物理学：时空和光的艺术观与物理观》。作者博学的探索暗示了两者之间相当强的关联，那就是，现代艺术与现代物理学有着共同的形而上学基础，它们几乎平行地发展着，仅仅是表现方式和功能的不同才使它们看起来归属于完全不同的子文化。

　　说实话，我对这种“疯狂”的、“外行”的“大见解”从来是相当怀疑的（外科医生对于艺术与物理学应当算外行，尽管他声称外科医生的职业恰使二者兼得，“一个手术如果看上去不美的话，实际上的医疗效果也多半不美好。”）。关于“真善美”的统一，从来就有不少轻浮的论述，而且多数是一些头面人物为了显示自己更加高人一筹而不负责任地阔论一番，并且从来不提供详细的论证。

　　我虽然也关注科学与艺术之间的联系，也写过长篇文章，但只找到两者之间宽泛意义上的关联，发现了历史上两者在不同的时间内有相互借鉴的痕迹。到此为止，其他更强的关联我没有找到。这也算正常，因为艺术与科学毕竟是如此不同的文化，在现代社会中两者兼通并都有创造的人物几乎不存在，学者不能因为个人喜欢两者就凭空宣称两者是完全一致的。的确，我们在回溯科学史与艺术史时，能够发现一些平庸共同点，或者举出达芬奇一类少数人物两者都擅长的例子，包括爱因斯坦也是不错的小提琴手之类牵强的例子。

　　所以，拿到吉林人民出版社《大美译丛》中的这一部，我首先以怀疑的态度开始了长时间的阅读。我早就答应写点东西，却迟迟没有动笔，我需要时间来确认作者证明了什么。

　　在这样一篇短评中，我只能向大家汇报一下读后的结果：我70％相信了史莱因的优美论证，还有一些保留。但要知道，开始时我对它只有10％的信任度。

　　史莱因对部分达达主义、超现实主义画作的重新解释似乎说服了持怀疑态度的我，他在全书中暗示艺术与科学都是人类文化的创造，最重大的创造却与“原始”相联系，如塞尚所言：“以我发现的方式
而言，我其实是个原始人。”在英文中，“原始”与“原创”、创新是一致的。史莱因表明，19世纪末20世纪初一批艺术上的创造是符合人文主义的一贯主张的，即“人是万物的尺度”，新科学与新艺术固然有外在的客观基础，但其创造本身是人类主体性的表现。那时新涌现的艺术创新都有回到婴孩、回归人类本能的倾向，梵高说过：“摇篮里的娃娃眼力无限”，克利说过：“大人在玩耍时则模仿已经创造并且还将继续创造这个世界的力量。”在回到事物的“本真”过程中，人们发现了旧理论与旧艺术的局限性，创造了常人难以理解的新科学
和新艺术。

　　我们通常认为，儿童理解的世界是不真实或者不够真实的，牛顿物理学更加强了这种认识。但是，儿童的世界与成人的世界也许同样真实，或者更加真实。这两个世界的微妙差别常常是创造的源泉。理解并确信这一点对我们来说是困难的，但有大量的事实令我们勇敢地完成范式转换：返朴，回到儿童或者原始初民的世界。当然，我们深深地懂得，在现实中这是不可能的，这只是世界观、人生态度的转换，而非行动与生活方式的立即转变。然而，人们相信观念的转变最终会影响到我们的行动。

　　因此，从这种意义上看，《艺术与物理学》具有了更广泛的价值，它使我们理解并尊重不同的文化形式，它们有着近乎平行的创造，它们都是属于人的，“两种文化”的结合本来是自然的。即使史莱因还没有100％证明完全的平行关系，但他提供的证据和独特的视角已经足可以使我们加深对物理学和艺术的理解。这部好书是不可替代的，同样阅读它也不是几篇书评可以替代的，书评只是告诉您：这书值得一读，它可能解决您哪些方面的问题。

　　最后我还有一个具体的问题：这部书以及其他书都谈到了时间的非线性或者不均匀性，霍金的畅销书还冠以《时间简史》，对此我始终不明白，他们说的时间是什么意思？我们有什么办法觉察时间的不均匀性？我们以周期性定义时间间隔，甚至可以通过频率耦合的方式测定子系统与系统或者更大系统之间的节律关系，这就是时间吗？

——读《艺术与物理学》
文：吕芳
出处：文汇读书周报 2002年11月

  　这张画令人难忘。

  　这是一张长在后脑勺上的脸。如果没有镜子，人向前能看到自己的后脑勺吗？“当然不能”——但是，爱因斯坦会说“能”——如果你跑得够快，比如说，以每秒30万公里的速度（光速）狂奔，那么，岂止是看到，你的脸都要直接贴到你的后脑勺上了。无独有偶，当代宇宙学权威马丁·里斯也会说“能”，他的原话是“你照向宇宙任何方向的一束光总有一天会打在你的后脑勺上”（《六个数》，马丁·里斯著，上海科学技术出版社，2001年）。因此，这幅画的宇宙学解释就是，如果你活得时间够长，比如说，几百亿年，那么，你将会看到自己的后脑勺。当然，前提是地球还存在，而且老眼昏花的你至少还记得自己几百亿年前的后脑也曾青丝满头。狭义相对论诞生于1905年，马格里特的这幅画《温室》作于1939年，马丁·里斯说这句话是在1999年。在艺术与物理学，这两个南辕北辙、相去不尽遥远的领域里，三个人在不同的时间用不同的方式颠覆了时空观念的前与后，得出的“荒唐结论”都惊人相似。
  　科学在向界外人解释自身时，寻常的语言永远是它难以逾越的鸿沟，因为，科学的结论有时是有悖常理的。科学面对公众时的这种尴尬在《艺术与物理学》一书中被毫不夸张地强化了。谁能想到，哪怕是爱因斯坦亲自出马去普及相对论（1938年他与因费尔德吃力不讨好地合著了一本《物理学的进化》），从帮助普通人理解物理概念的角度来看，这位大物理学家的贡献远不如一个超现实主义的画家，很明显，《温室》的主题不但抓住了相对论时空观的要旨，而且非常直观地把它表达了出来。难怪当论及晚年的爱因斯坦为自己并不怎么成功的科普书而遗憾时，作者却认为更遗憾的是，爱氏“从不曾使艺术同物理学沟通起来”。难道科学思想的传播一定要借科学家之手吗？书中并没有回答这个问题，相反，作者让人亲眼目睹的是，艺术不知怎么就化繁为简、直截了当地再现了那些隐藏在天书般的公式背后的真理。
　　正如这本书的副书名“时空和光的艺术观与物理观”所言，几乎所有关于时空与光的物理概念在书中均被从艺术的角度打理了一番。比如，早期基督教教堂的镶嵌画对“不连续空间”的表达；文艺复兴时期的绘画（乔托）对“绝对静止参照系”的表现；早在牛顿之前，达·芬奇对“运动”和“光”等概念的理解；现代艺术代表人马奈、塞尚等对牛顿物理体系和爱因斯坦相对论物理体系的艺术解释；抽象派绘画与“非线性”观念的融合……唉，“温室”不过养育出了一张长在后脑勺上的脸，而比温室残酷一万倍的自然养育出的这种“早晨四条腿走路、中午两条腿走路、傍晚三条腿走路”的生物更奇特，他“光怪陆离”的精神世界足以让斯芬克斯深深懊悔怎么不把脸也长在后脑勺上。
　　这本书最终要讲的无非是，不论艺术长在物理学的后脑勺上，还是物理学长在艺术的后脑勺上，这个脑袋观察思考的其实是同一个世界。不管艺术怎么追求想象，物理学怎么追求公式，百转千回之后，结论总是同一个，哪怕两张嘴巴说的仍是截然不同的语言。

关于《艺术与物理学》的三人访谈
文：许知鱼
出处：科学·历史·文化 2001年12月

包林：清华大学美术学院教授
赵凯华：北京大学物理系原系主任、教授
刘兵：清华大学人文学院教授、“大美译丛”主编

    刘兵：《艺术与物理学》这本书是整个《大美译丛》中的一本（第三本），我在整套书里对这本是比 较偏爱的。既由于我个人的背景，即我以前是学物理的，也因为比较喜欢艺术这些东西。里面谈到的很 多艺术作品，以前也都非常喜欢看，都是些雕塑史、绘画史上的名作。如果给一些新的解释，新的看法，人们自然会非常感兴趣。这是个人背景。 　　
　　包林：总的来说，我看了这本书以后，有这么几点感想。甭管书是谁写的，它有意识地把现代的科 学理论和现代的艺术这两个东西放在一起比较，同时也把东方艺术和西方艺术作了比较。比较之后产生 了很多有意思的东西。总体来讲，就是一点：“异质相补，同质相斥”。就是说，不同的东西放在一块儿， 它总是会找到互补的地方，而且有异曲同工的地方。同质的东西放在一起未必会这样。所以通过这种横 向的比较、跨学科的比较，这本书是很有意义的。并不是说把不同的学科揉在一块儿就能得能出来新的东西，但是，这本书能给我们一种启迪，一个新的视点、切入点。我们可以在看事物时想一想那些和我 们从事不同职业的科学家们的思维方式，他们的革新方式和艺术家是相同的。 　　
　　赵凯华：对于搞物理学的人，我觉得看看这本书是很有好处的。因为不能只在本学科内看书，至少 我就从中学到了关于以前不熟悉的艺术史的内容。艺术家也会有他们自己的看法，也许他们会觉得应该了解一点近代的科学。也许所有的人都应该看看。因为这本书在历史方面做得非常扎实得。对艺术和物 理学两方面的历史都做了详细的研究，尽可能地找这两者之间的联系。不管有没有说服力，至少它是在 认真地做这个事情。
　　刘兵：我们策划的“大美译丛”，并只不是泛泛地讲科学与艺术、科学与美学的关系，而关注对这 些关系进行了深入的学术研究的东西，以一种系统化的方式介绍国外有关的成果。在物理学上，一个体的生长在开始要有杂质一类的东西存在才行，在此基础上开始，才能一层一层，一圈一圈地才能长起 来。从我们策划的思路发展来说，用物理的话讲，《艺术与物理学》一书正是“大美译丛”这套丛书的 “凝结核”。但有意思的是，这本书的作者既不是物理学家，也不是艺术家，而是一个医生。在前言中，作者也谈到他的这种特殊经历和创意的产生。这倒让我联想起一个阅读背景。以前有一个大科学史家叫 萨顿，他曾经在某一次演讲里提到一个说法：最适合做一般科学史研究和教学工作的人应该是一个医生。当时我们在翻译萨顿的作品时不是很理解这种说法，但当我见到这本书时，倒似乎可以领悟到其中的一些道理了。此书的作者抓住了物理学几个基本概念：时间、空间和光，以此作为核心展开他对科学史、艺术史以及两者间的异同、相互影响等等的分析讨论。在作者看来，无论是艺术家还是物理学家，其实 都是在以其特有的方式来研究这些同样的主题。作者觉得在其中找到了艺术和科学的某种共性的东西，虽然他们是用不同的方法来探讨来看待这个世界，但艺术家有些时候发现他们和科学家得出的结论是有很大相似性的。
　　包林：无论是在中国的传统中，还是在现代的先锋艺术里面，时间、空间和光线的概念都是不一样的。这本书里主要还是谈西方艺术。在爱因斯坦关于时间、空间和光的概念那一章里面谈得非常透彻。在接近光速的时候一切都变成相对的了。还有一个就是时间有变化，空间也有变化。我觉得这从物理学 的角度来讲，物理学给我们提供的各种思维实验，反映到艺术上也很多，比如毕加索的画。在现代艺术中，实际上是把传统的空间打乱了，而且光线也不一样了，光的概念也没有了。在中国的传统艺术里,时间、空间和光的概念与西方传统物理学的概念都完全不一样。“读万卷书，行万里路”，实际上，时空已 经是在我的心灵里面，而不是现实物理的时空了。我在“读万卷书”里面遨游整个历史长河，我“行万 里路”看到祖国的大好河山，我把所有东西凝定在一点，我要画那一棵树或者一座山，就那么一点山，这样，时空也没有了。中国的光线也不是主要的，几乎没有人表现过光阴。光影是没用的，“浮光掠影”，光是一掠而过的，不是永恒的东西，中国绘画只收永恒的意境的东西，像诗一样。因此，我觉得中国传 统的时空观完全和西方的物理学不一样。实际上，在20世纪以前中国也没有传统意义上的物理学。 　　
　　赵凯华：可以说经典的物理学、力学、天文学相当大的程度上也是吸取了欧几里德的几何，这个东 西是反映了空间的结构。所以这两条路是平行的，比较更严格的按照空间的结构，时空结构是离不开光的。什么是直线？光走的就是直线。而且，科学是一步一步严格反映自然界规律的。经典的绘画也是力 求写实。后来平面的画人物从没有阴影到有阴影，这就必须研究光是怎么传播过来的，照亮哪边。如实地反映客观，整个艺术就非常写实。这和经典物理是几乎平行发展起来的。所以，我认为虽然这两部分人不怎么交流，比较少交流，但大家毕竟是从不同的角度去反映自然，所以会殊途同归。书中的这一部 分相当有说服力。虽然这两部分人是隔绝的，但又是相通的。就是因为大家有一个客观的反映自然的不同的表述：数学家喜欢做实验、数学公式，画家是用手中的画笔。两者实际上是相通的。近代物理由于从日常生活熟悉的领域，从宏观世界进入到微观世界这个更深刻的领域，这是我们没有亲身感受的世界，或者说是非常快速的，和光差不多的快的，我们没有亲自经历的东西。所以，出了一系列和日常生活的 直观的感觉不同的东西出来，没有想象力是很难的，而且很多东西是很怪的。在这些东西里，很多和现 代艺术相似。 　　
　　包林：无论从以前的物理学还是现代的也好，以前的物理学与以前的艺术的形式是相符合的，现代艺术也走的是实验艺术。 　　
　　赵凯华：但经典物理和近代物理始终没有脱离客观这条线，而近代艺术越来越走向反映主观，这就很难有共同的标准。艺术的想象力可以随便发挥，而物理学的想象就没有任意性，他实际上还是遵循的 客观的东西，深入下去研究才得到结论。说艺术与物理学这两者符合，当然可以。事物总是可以找到他 们之间的联系的。可是在这之前，并不是艺术家告诉物理学家你应该这样想，物理学家一想就有了。你在各种畅想里可以找到类似的东西，虽然两个东西比较相似，可艺术家是相当主观的说愿意怎样画就怎样画，喜欢草是红的就画成红的，但科学家不能随便说，要说在什么条件下它该变什么就是什么。算出来是什么就是什么，不能够随便说。这两个东西要找一定能找到共同的地方，但要说有这样的共同点就比较勉强了。
　　刘兵：关于这本书的具体结论，不同的人会有不同的见解。这都不要紧，因为不同的人各自的立场 都不一样。但总体上我相信，真正有沟通两种文化倾向的学者，真正有文化素养的学者，不管是艺术家还是物理学家都会对这种整体的概念、这种创新方式，这种论述的方法有兴趣的，至少会认为它是有启 发性的。虽然这并不意味着书中对每一个观点具体观点的的论述会让人人都同意，但这又有什么关系呢？在这样一个意义上的科普并不是要向读者传达某种100年不变的知识，而是给人们提供一个可能的视角，让人们去进一步思考。再加上又能提高人们的艺术修养、人文学养，何乐而不为呢？ 　　（说明：？月？日《中华读书报》曾以“对面的专家看过来”为题发表了这三位专家关于《艺术与物理学》的另一篇访谈稿，但限于篇幅，访谈中的有些观点未能在那篇访谈中展示，因此，本文可以看 作是“对面的专家看过来”一文的姊妹篇，彼此可以相互补充。）

──读大美译丛之《艺术与物理学》
文：读　焰
出处：科学·历史·文化 2001年12月

　　爱因斯坦曾说：你相信什么，你就能看到什么。1995年秋日里的一天，我相信在北京正南存在一个天坛东里，按照地图摸索而去，果然在该里的一个单元楼里看到了刘兵教授。达·芬奇时代的艺术家相信物体具有一种该物体固有的颜色，所以在他的画布上人们看到的都是“本色”。牛顿时代的物理学家 相信，物理对象的存在与人的观察无关，所以他们能够在没有人看到月亮的时候看到月亮。刘兵教授身 陷在一大堆书中，也相信我会如期而来，所以就看到了我，并与我共发宏论。后来的印象派艺术家对于 本色没有什么信念，所以个个是变色龙，就想让人们在他们的画布上看到物体在不同的光与影之下的不 同色彩。二十世纪的量子物理学家相信，一个物理现象只有在被观测到的时候才是一个物理现象，在月 亮没有人看到的时候就不敢说月亮还在。 　　
　　我向同是学物理出身的刘兵教授讲认真地叙述我的发现：在物理学和艺术之间，存在着一个平行关 系。当时，作为一个只受过系统物理学训练的人，作为一名曾经的科学主义者，我自然地认为，在这个 平行关系中，物理学是主角。物理学给出了我们对时间和空间的基本定义，给出了我们看待外在世界的 基本方式；所以，每当物理学发生了一次重大变革，就会使我们看待世界的方式发生变化；从而使艺术 的形式和内容发生变化。物理学改变了我们的眼睛和耳朵，供我们眼睛和耳朵享用的绘画和音乐便随之 而变。我宣称要写一本书：作为艺术与宗教的物理学。 　　
　　这时，刘兵教授于众书围绕之中站起身来，从一个书柜中拿出一本厚厚的洋书，Art and Physics，说： 已经有人写出了这样的书。一下子封住了我的嘴。六年之后，我又在刘兵教授主编的“大美译丛”中看 到了此书的中译本——《艺术与物理学》。

　　此书的作者伦纳德·克莱因即不是物理学家，也不是艺术家，而是一位医生。但是他对所描述的两个领域都下了很多功夫。这正符合一位物理学家的话：你要想了解一门理论，最好的办法就是写一本关于这门理论的书。
　　我在青春期的时候常常听到这样的观点，科学求真，艺术求美。真和美之间即使不是水火不容，也是遥远得如牛郎织女一般。“信言不美，美言不信”。然而，克莱因却看到了这两个领域从人类历史深处蜿蜒而来的平行轨迹。艺术与物理学都是人类对于我及非我的描述，只不过表现方式不同。在克莱因的笔下，物理学史和艺术史如同缠绕在同一棵树上的两根藤蔓，它们彼此相望，共同向上。
　　“在物理学家对世界进行科学性描述之前，都有艺术家以自己的睿见打了头阵。”（72）“即使牛顿这样的物理天才，也有另外一位艺术天才走在了他的前面，甚至早两个世纪，这就是达·芬奇。”（73）

　　无论是艺术家还是物理学家，对于外在世界都怀有某些信念，这些信念是不言自明的，不容质疑的， 不可否认的——类似于欧氏几何中的公理。克莱因把这些信念称为“本底真理”（11）。这些本底真理决 定了他们所能看到的世界。所见即所能见。然而，这些本底真理并非一成不变。当一个本底真理被另一 个本底真理所替代时，世界就会呈现出一个新的面貌。这时，“在前沿阵地奋战的往往是艺术家和物理 学家”。（11） 　　
　　但是，艺术家和物理学家的同盟却往往是在彼此无关的情况下进行的。“在预想实在方面，艺术通 常是先于物理学的。然而，他们几乎都从未意识到自己的作品居然可以用科学上最新的实在观点诠释。” （14）而“物理学家在做出发现时，通常也对艺术家先知先觉的图象一无所知。他们在谈及自己的科学 新突破时，也极少会承认自己的工作是继承某个有影响的艺术家的结果”。（14） 　　
　　物理学和艺术的平行，可以理解为人类意识或者无意识中的深层共性，这就有了某种类似于荣格的 “共时关系”的神秘意味。事实上，艺术和物理学的追求，并不能截然两分。二十世纪的理论物理学家 都喜欢使用“美”的这个词，对于同一个物理现象，他们甚至宁可采用一个“美而不信”的方程，而不 愿接受一个“信而不美”的公式。反过来，英国风景画家康斯太布尔则明确地说：“绘画是一门科学， 人们应当以探求大自然定律的精神来从事它。因此，我们为什么不把风景画创作视为一门自然科学，把 风景画作品视为科学实验呢？”（89） 　　
　　在变化多端的二十世纪，物理学和艺术这两颗老藤各自开放出令人瞠目的叶子，也更加紧密地缠绕。 克莱因写道：古罗马神话中的雅努斯神有两副面孔，可以同时看到两个相反的时空方向。“如果人们将 艺术看作是一张面孔，物理学是另一张面孔，那么，这两个领域提供的视界，会使人类改变看待世界的 方式。艺术与物理学提供的图象看上去方向不同，但艺术家和物理学家却向人类描述着实在的统一图 景。”（520） 　　
　　艺术与物理学，他们对峙多年，暗恋多年，终于在克莱因的笔下相遇。这时，我在电视里看到刘兵 教授出现在艺术与科学研讨会上，讲述科学美学。

2001年12月3日 　北京 八角