當物理學遇見藝術(shù)品，有理說得清？

林鳳生

當我們久久佇立在一幅幅繪畫作品前，除了可以品味畫家的藝術(shù)之美妙，或許還可以采用一種別樣的視角，即從物理學的角度來品讀繪畫藝術(shù)中的“科學”味道，例如“對稱與亞對稱”的藝術(shù)。同時，我們可能會反思：為什么在繪畫里人類在不自覺地追求“視覺平衡”？這或許是大自然烙在我們身體和思維里的“印”。

人類最早追求的美學原則

考察人類的歷史，我們會發(fā)現(xiàn)“對稱”是人類最早追求的一個美學原則。中外的古代遺跡和幾千年人類文明流傳下來的各種器皿、紡織品、裝飾品的圖案，以及各種建筑物和建筑群落，都顯示出明顯的對稱特征，這種對稱主要是以中垂線或者水平線為軸。各種元素的左右對稱或者上下對稱，稱為鏡對稱。

究其原因，主要是源于大自然的影響。

我們?nèi)祟愐约按蟛糠謩游锏念^臉部、軀體和各種器官，都呈現(xiàn)出明顯的對稱特點。像人的臉部，鼻子居中，雙眼和雙耳分別位于左、右兩側(cè)，呈對稱狀。人的軀體也一樣，雙手和雙腿分布于左、右兩側(cè)。

對植物來說，即使是長得不完整的植物，它的葉子也可以呈現(xiàn)出對稱的脈絡(luò)。我們留意周圍的花草樹木、昆蟲蝴蝶、飛鳥走獸，仔細觀察它們的結(jié)構(gòu)，常?？梢砸姷綄ΨQ性很強的、精致的圖案。

長期積累的生活經(jīng)驗告訴我們，對稱常常與安穩(wěn)、健康、穩(wěn)定、和諧以及平衡的性質(zhì)密切相關(guān)，也與西方的哲學思想——強調(diào)次序和層次一致。而我國古代儒家提倡的“天人合一”“不偏不倚的中庸之道”，更是與此不謀而合。

所以，具有對稱的美學特征的圖像不僅被廣泛地應用于各類建筑繪畫、設(shè)計圖案、造型藝術(shù)和視覺藝術(shù)中，也滲透到一些科學和對大自然的理解方面。在藝術(shù)發(fā)展史上，對稱也是一種最簡單的圖像形式，因為簡單，所以出現(xiàn)很早，甚至可以追溯到人類的史前社會。

在早期的建筑物、繪畫、雕刻乃至希臘瓶、中國彝鼎等造型藝術(shù)中，我們都可以看到鏡對稱圖形在唱主角。有趣的是，2019年我在上海博物館參觀大洋洲藝術(shù)品展覽會時，驚奇地發(fā)現(xiàn)在那片遠離文明世界的太平洋島嶼上，他們的原始藝術(shù)品同樣呈現(xiàn)出對稱的特點。

對稱和亞對稱

對稱的形象雖然四平八穩(wěn)、和諧勻稱，但是缺乏生機和靈動。于是，一種亞對稱的視覺形象漸次地脫穎而出，成為視覺藝術(shù)里的主流。

所謂“亞對稱”，就是在整體對稱的基礎(chǔ)上做一點調(diào)節(jié)，使其顯得活潑、靈動。

例如，我國古代的江南民居，前后廳堂、左右?guī)砍尸F(xiàn)出中軸線對稱，但是園林中的樹木、竹林、假山、荷花池、亭臺樓閣等分布是不對稱的，從而使整個建筑群體的布局錯落有致、多姿多彩。

美國女畫家喬治婭·歐姬芙就喜歡用亞對稱構(gòu)圖作畫。在她的名畫《鹿頭骨與佩德諾山》中，鹿的頭骨本身是完全對稱的，她還把它直接置于垂直軸線上。但為了減弱畫面的對稱性，她在頭骨的后面畫了一棵枯樹，樹枝在接近頂端的地方向右偏轉(zhuǎn)，并伸出褐色的枝條。背景里的云層和佩德諾山的清晰輪廓都為畫的左半部分增加了視覺分量，使歐姬芙的畫顯得有力而莊重，也不刻板，并富有裝飾圖案味。

下面是著名物理學家李政道說過的一個例子。我國古代畫家弘仁的山水畫原畫在整體對稱的基礎(chǔ)上包含了一些左右不對稱的元素，所以是一幅亞對稱作品。李政道把畫做了修改，使其變得左右對稱，讀者不難判斷它們在美感上的區(qū)別。

什么是“視覺平衡”

隨著社會的發(fā)展和藝術(shù)的進步，視覺平衡的理念漸漸地深入人心，受到了藝術(shù)家的追捧，為廣大民眾所喜聞樂見。

平衡的概念起源于力學的杠桿原理：取一根均勻的細桿，以桿上某點為支點，在支點的兩側(cè)分別懸掛質(zhì)量不相等的物體。經(jīng)驗告訴我們，只要重的物體離支點近一點，輕的物體離支點遠一點，細桿就會保持水平。

這個在科學上廣泛應用的原理，在視覺藝術(shù)上也得到了普遍的認同。

一幅畫上可以畫許許多多的人物、房屋、樹木和山林等，每一個視覺單元雖然無法用秤來量度，但觀眾憑眼睛觀察就能獲得一種“有一定分量”的心理感受，這就稱為“視覺分量”。一般來說，大尺寸物體看起來比小尺寸物體的分量重，深色物體比淺色物體的分量重，復雜物體比簡單物體的分量重。

視覺平衡與杠桿平衡類似：以中垂線（或水平線）為軸，如果畫的左、右兩側(cè)（或上、下兩部分）的視覺分量看起來一樣重，就稱為“視覺平衡”。當我們觀賞一幅畫作時，運動的眼球會先讓目光掃過整個畫面，再把視點落在我們感興趣的地方，同時我們的“視覺判斷”就開始了。那么，我們要判斷什么呢？主要是判斷畫上的人、物等各種風景是不是處在一種平衡狀態(tài)。

事實上，畫家在創(chuàng)作過程中一直追求畫面的視覺平衡，否則局部畫得再好也是枉費。中國畫因為是畫在宣紙上，不好更改，所以強調(diào)畫家要“意在筆先”“胸有成竹”，才能落筆無悔。

《螞蚱與青草》是齊白石創(chuàng)作的一幅草蟲畫，筆者了解到白石老人的創(chuàng)作過程：花甲之年的白石老人未雨綢繆，考慮將來會目力不濟，趁著年紀還不大，在空白的宣紙上先畫了精細的草蟲，以便年老時再在畫上補幾筆花草。因此，圖中的青草是白石老人后來畫的，由于青草色彩太淡，畫看起來有點輕飄飄。為此，白石老人在畫的左上方用濃墨寫了一段文字，又在右下角寫了字、蓋了印。

經(jīng)過這樣的處理，畫面就比較平衡了。雖然在布局上有一點捉襟見肘，但畫上的文字、草蟲等十分精彩，仍不失為一件珍品。

兩種不對稱的視覺平衡

隨著繪畫和造型藝術(shù)的發(fā)展，藝術(shù)家開始追求既能在構(gòu)圖形式上維持多樣性，又能在整體布局上保持視覺平衡的作品。這些作品還融入了人們的觀賞習慣和民間約定俗成的風尚。于是，兩種形式脫穎而出：底重頂輕和左重右輕。

底重頂輕物理學告訴我們：一個物體的重心越高，穩(wěn)定性就越差，也就越容易跌倒。所以，在畫的垂直方向上“底部重、頂部輕”的視覺平衡也許與此有關(guān)。

在傳統(tǒng)的風景畫中，畫家都喜歡把建筑物、田野和樹木等視覺分量重的元素畫在下部，上半部分則畫廣闊的天空等，使畫面看起來基礎(chǔ)穩(wěn)重、視野開闊。

藝術(shù)史學家霍·格林諾夫說：“建筑物的底部構(gòu)造簡單寬大，隨著建筑物逐層上升，它就變得越來越輕盈精巧了。”

確實，這樣的建筑物隨處可見。比如，獨樹一幟的哥特式建筑中，那高聳入云的尖塔就是這樣一種構(gòu)圖形式的具體體現(xiàn)。

左重右輕

左重右輕的視覺平衡對許多人來說已經(jīng)習以為常，但很少有人考慮過原因，現(xiàn)在通過實例做一點討論。

以17世紀荷蘭畫家維米爾的杰作《倒牛奶的女仆》為例，從畫面中我們可以看到身材微胖的女仆正全神貫注地把瓦罐里的牛奶倒入壇子里，桌子上放著壇壇罐罐和一個裝著面包的籃子，整個畫面洋溢著祥和的氣氛。

我們用中垂線把畫面分成左、右兩部分，發(fā)現(xiàn)女仆（部分）和桌子、籃子、面包等都集中在畫的左半部分（視覺分量重），但是我們并沒有覺得畫面有什么不平衡。

倘若把畫對著平面鏡，從鏡子里取得畫的對稱的像，這樣一來，人、物都移到了畫的右半部分，觀眾就會覺得右半部分看起來太重，甚至能把整幅構(gòu)圖傾翻。這是為什么呢？

這個問題，早在20世紀40年代就引起了藝術(shù)史學家的注意。

瑞士藝術(shù)史學家烏爾富林說：“如果將一幅畫變成它在鏡中的樣子，那么，這幅畫從外表到意義就全然改變了。”他認為，人們在觀賞一幅畫的時候，總是習慣于從左向右依次掃視而過，而把畫的左半部分與右半部分互換后，就等于把人們觀賞畫的習慣順序顛倒了。烏爾富林的觀點得到了許多專家的贊同。

藝術(shù)史學家格芙倫認為，觀賞荷蘭畫家倫勃朗的蝕刻畫，應該看底版，而不是看已經(jīng)翻轉(zhuǎn)了左、右順序的印刷品。

烏爾富林說：“很明顯，這種現(xiàn)象的發(fā)生具有很深的根源，而這一根源處于我們審美感覺天性的深層?！?/p>

1978年，格羅斯等出版了《科學和藝術(shù)中的左和右》。書中說：許多人看畫時，目光從左向右并漸次上移，即從畫的左下端移到畫的右上端，而以這種方式看畫的人，對視域的左邊能承受更重的視覺分量。以此可以解釋為什么畫的左半部分元素較多時，看起來并沒有覺得不協(xié)調(diào)。格羅斯的研究還發(fā)現(xiàn)，這些偏好的出現(xiàn)，受到人們閱讀行為的影響。比如，以色列等國家的人采用自右向左的閱讀方式，表現(xiàn)出相反的平衡感覺，即左輕右重。

有趣的是，這個問題還引出了另外一個問題，就是方向問題。由左向右閱讀習慣的人，畫人的側(cè)面像時喜歡面朝右;反之，由右向左閱讀習慣的人，畫人側(cè)面像時喜歡畫人的面朝左。

印象派大師雷諾阿的畫《塞納河上的船》中，這一條船究竟是朝右行駛，還是朝左行駛，畫面上沒有提供線索。換言之，隨便哪一種選擇都可以。但是，科學家通過實驗告訴我們：有由左向右閱讀習慣的人，往往會選擇圖中的船正在從左向右運動;閱讀習慣相反的人，往往會選擇船正在向左運動……

視覺平衡中出現(xiàn)的各種潛規(guī)則，其根本原因現(xiàn)在還不是很清楚。格式塔心理學認為：“大腦皮層中的生理力追求平衡狀態(tài)時造成的一種心理上的對應性體驗?！?/p>

近年來的腦科學研究認為，視覺平衡的“左重右輕”特征是由于我們大腦的兩個半球處理信息方式的不同引起的。大腦存在一種偏好處理左半視域里信息的特點，并認為這與大腦右半球的血液供應比較充盈有關(guān)系。總之，這些說法還有待于進一步研究。