藝術(shù)與科學的“共性”與交融

清華大學美術(shù)學院 任擎東

藝術(shù)，特別是繪畫往往被認為是感性認識和情感的表達，而科學則被認為是理性的產(chǎn)物。由于二者認知事物的方式不同，因而常被認為是對立且不相容的。然而事實卻并非如此，沒有感性認知的理性是冰冷的，沒有理性判斷的感性認知也是沒有依據(jù)的，從這個層面來看藝術(shù)與科學兩者實則相輔相成。藝術(shù)從“真”與“美”中生發(fā)，科學則追求從真到美的境界。藝術(shù)與科學同樣對自然世界進行著發(fā)現(xiàn)、探索和表達。藝術(shù)不僅僅是感性的，如同科學也不局限于純粹的理性思維，更需要天馬行空的大膽假設(shè)。理性和感性在繪畫體驗中是互相交織的，人們在體驗繪畫藝術(shù)的過程中，直覺感受的本質(zhì)也是一種理性思考，理性控制情感亦是一種感性的思維活動。認知神經(jīng)科學研究發(fā)現(xiàn)，創(chuàng)造力的生成需要運用邏輯推理，以及感覺知覺的整合和創(chuàng)意觀點的生成 。創(chuàng)造性思維需要感性和理性的共同作用，這正是藝術(shù)與科學的共鳴之處[1]。因此，藝術(shù)與科學是相通的，且會在某一個層面實現(xiàn)碰撞和統(tǒng)一。文章基于不同維度對藝術(shù)與科學的“共性”進行探討，同時探索藝術(shù)與科學的邊界，以及二者創(chuàng)造力的來源等問題，深挖藝術(shù)創(chuàng)作與科學探索在方法層面的聯(lián)系，以期為創(chuàng)造力的探索提供一個新的視角。

1 藝術(shù)與科學的“共性”

藝術(shù)與科學相互區(qū)別又相互融通。學界普遍對二者的區(qū)分都集中在感性和理性的認識層面，文章以藝術(shù)的視角來探討二者的共性及聯(lián)系。

1.1 跨越時空的“共性”

17 世紀，牛頓建立經(jīng)典力學，提出絕對時空觀。其中，絕對時空觀認為時間和空間是兩個獨立的觀念，且與運動著的物質(zhì)沒有聯(lián)系，分別具有絕對性。而其經(jīng)典力學總結(jié)的低速物體的運動規(guī)律，也反映了絕對時空觀的觀點。而在13 世紀喬托的繪畫中卻能夠看到超越幾個世紀科學進程的、對牛頓絕對時空觀的表達。喬托的畫面捕捉了時間，將不同場景、人物安排在同一時刻的空間里，最先融入瞬間的、靜止的時間概念。如果這個例子說明了藝術(shù)創(chuàng)作先于科學理論形成的話，那么同樣還存在一些與之相反的例子，仍然是喬托的作品。古希臘數(shù)學家歐幾里得，在他有關(guān)光學的著作中提出并論證了：視覺的路線、視覺的光線是直的。而在其之后出生的喬托，在其作品中再現(xiàn)了歐幾里得的論點，在構(gòu)圖中將人物安排在視覺的直線位置，從而使平面的繪畫獲得了三維空間的“深度”。從上述兩個案例的分析中能夠發(fā)現(xiàn)，藝術(shù)與科學的關(guān)系并不是亦步亦趨的，藝術(shù)的表達甚至超前于科學的發(fā)現(xiàn)，科學亦能夠激發(fā)藝術(shù)的創(chuàng)作，二者在想象力層面相互交匯，跨越時空達成“共性”。

1.2 表達呈現(xiàn)的“共性”

藝術(shù)與科學的“共性”不僅體現(xiàn)在跨越時空的層面，研究發(fā)現(xiàn)在表達形式迥然的藝術(shù)與科學中仍然存在“共性”的追求。西方文藝復興時期，藝術(shù)與科學達到了一個階段性的高度。盡管二者根據(jù)各自的特點采取了不同的表達形式，但分析那一時期的作品不難發(fā)現(xiàn)：藝術(shù)家們運用幾何學、透視學、解剖學來模仿自然及三維空間，實現(xiàn)趨近于真實的視覺呈現(xiàn)，其本質(zhì)是體現(xiàn)了一種科學理性精神，并且那一時期藝術(shù)與科學的融合被認為是一種更顯著的成就。盡管透視學有廣義和狹義之分（文藝復興時期以來的線性透視和其他透視方法被劃分為狹義的透視），但那一時期藝術(shù)與科學的嬗變都源自對自然的創(chuàng)造性觀察。

文藝復興時期的畫家、自然科學家兼工程師，達·芬奇就將繪畫作為一種科學來進行創(chuàng)作，他提出：“科學就是對自然的探討，人們的知識來源于感覺，視覺是獲取自然知識最重要的感覺器官”[2]。因此繪畫作為視覺藝術(shù)更接近于科學，其能比語言文字更真實、準確地將自然萬象表現(xiàn)給人們的直覺。達·芬奇認為一門真正的科學具備兩個基本條件：其一是以感性經(jīng)驗作為基礎(chǔ)；其二是能像數(shù)學一樣嚴密論證。而繪畫藝術(shù)則兼具這兩個條件，這從達· 芬奇大量的手稿中能夠發(fā)現(xiàn)（如圖1），圖中描繪的人體解剖結(jié)構(gòu)中肌肉力的作用方向，既來源于敏銳的好奇心和細致的觀察，又是科學研究的組成部分；既是達· 芬奇對觀察自然細節(jié)的一種藝術(shù)表達，又體現(xiàn)了藝術(shù)與科學的共同起源，即對自然“真實”的本能渴望[3]。

圖1 達·芬奇《肩部解剖研究》，1510—1511 年

除此之外，在16 世紀末，亞斯· 詹森發(fā)明顯微鏡之前，很多人并不相信肉眼視覺不可見的微小生物及結(jié)構(gòu)的存在，而它們卻真實的存在于微觀世界中。由此，人們對“真實”的認知，有了另一層維度的理解，即不可見的非視覺真實的存在。藝術(shù)家與微生物學家均從自然界的對稱、完美、和諧、精巧中汲取“靈感”，以藝術(shù)與科學的方式共同揭示著自然的真實。

1.3 認知意識的“共性”

19 世紀印象派的出現(xiàn)，打破了原有藝術(shù)家們對真實的認知，并開辟了人們對于視覺真實層面的拓展探索。觀察模式的多樣化決定了視覺真實的多樣性特質(zhì)。心理學家恩斯特· 卡西爾提出：“人類體驗的深度取決于我們變換觀察模式的能力，那樣我們對待現(xiàn)實的看法就能交替進行?！庇纱?，藝術(shù)家們通過視覺感官的習得訓練，重新審視這個世界，進入到“更深層次的視覺體驗”[4]。也從而印證了光學、色彩學的全新發(fā)現(xiàn)。莫奈的作品正是通過視覺感官習得訓練來表達瞬間意識流畫面，其訓練自己只觀察顏色、描繪顏色，用色彩塑造“一切”。這并不是“與生俱來”的觀看，更不是偶然的發(fā)生，而是在視覺真實維度進行腦認知與視知覺的協(xié)調(diào)訓練，結(jié)果是訓練眼睛克服固有的觀察模式[5]，進行較為困難的純粹的觀看。嘗試用眼睛純粹的觀看：瞇著眼睛，調(diào)整前后焦點變換著看。會發(fā)現(xiàn)真實的視覺感知下物體并沒有嚴格的邊緣線，而是色彩的團塊，而這色彩也是“轉(zhuǎn)瞬即逝、飄忽不定”的。這是視覺感知后，認知意識層面的改變。到印象派為止，藝術(shù)與科學的“共性”存在于視覺真實的維度下的探索。

而在過去的兩個世紀里，隨著腦認知研究的深入，對大腦的認知從心靈的神秘處嬗變?yōu)榭茖W的研究對象，這也使人工智能取得了重大的突破。現(xiàn)階段，人工智能已經(jīng)可以“完成”音樂、詩歌、繪畫等形式的藝術(shù)創(chuàng)作，但卻僅僅停留在基于大量數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的重新“排列組合”的初級層面。人工智能是計算機模擬腦的功能，亦或是模擬腦所表現(xiàn)出來的人類智能行為。因此，人工智能在藝術(shù)創(chuàng)作領(lǐng)域應(yīng)用的進一步突破，將是基于腦科學發(fā)展的藝術(shù)創(chuàng)作意識的突破，二者是交叉融合、相輔相成的。這也從一個側(cè)面反映出只有科學與藝術(shù)的認知意識實現(xiàn)了“共性”，才能更好地推動人類文明的進步。

1.4 創(chuàng)作實驗的“共性”

在后印象派繪畫大師保羅·塞尚的藝術(shù)創(chuàng)作中，開啟了非視覺真實維度的探索。人們對于后印象派的認識，常常因為他們不符合視覺真實對客觀形象的表達，而被認作是完全強調(diào)主觀的塑造。但塞尚并不是絕對的強調(diào)主觀感受，他認為線是不存在的、明暗也是不存在的。體積的表達來源于色彩之間的對比關(guān)系。他的形式脫離內(nèi)容得以獨立存在是因其對傳統(tǒng)透視法和直線的完整性發(fā)起的攻擊，向觀者灌輸了這樣的觀念。投影、幾何線條展開的焦點透視并非觀察空間的唯一模式。塞尚運用幾何體的概念來表現(xiàn)物體，而不是像印象主義那樣強調(diào)瞬間視覺真實的光色表達，其抓住了形體內(nèi)在幾何結(jié)構(gòu)關(guān)系的本質(zhì)。

深入探究發(fā)現(xiàn)塞尚的繪畫創(chuàng)作理念與19 世紀初著名的科學實驗——雙縫實驗有著一定的“共性”。塞尚的繪畫對事物認知的多種視角的集合、形體結(jié)構(gòu)的強調(diào)，其本質(zhì)是對事物疊加狀態(tài)的認同，其繪畫創(chuàng)作表達的真實性是超越視覺真實的表現(xiàn)，因而也更加真實。雙縫實驗所證明的量子具有波粒二象性的特征，即光既是粒子又是波，既存在又不存在，也是表明了事物同時存在兩種狀態(tài)的疊加。實驗過程中，光子呈現(xiàn)波與粒兩種性質(zhì)的狀態(tài)，即事物呈現(xiàn)為多種可能性的疊加。但面對這一實驗觀測結(jié)果，我們卻很難用肉眼看到這種疊加的狀態(tài)（如圖2）。這說明事物同時存在的疊加狀態(tài)，也可能是一種“不可見”的屬性。從這個層面來說人類肉眼視覺是具有局限性的，很多情況下，也不一定眼見為實。今天，科學實驗更進一步證實，僅用視覺進行觀測和實驗，不足以作為實證充分的條件。通過上述的分析能夠清晰地發(fā)現(xiàn)，藝術(shù)創(chuàng)作和科學實驗之間呈現(xiàn)的“共性”結(jié)果。

圖2 雙縫實驗，1807 年

如果說上述的分析是早期的藝術(shù)與科學之間的創(chuàng)作與實驗的“共性”的話，那么進入20 世紀之后，藝術(shù)與科學之間的理論“共性”就更加深入和凸顯。人們一旦開始看見了非歐幾里得式的存在空間，就會開始以新的方式思考?？茖W的進程對畢加索也產(chǎn)生了較大影響，立體主義、野獸派、表現(xiàn)主義、未來主義隨之而來，影響了整個現(xiàn)代藝術(shù)史的發(fā)生。數(shù)年之后，愛因斯坦的優(yōu)雅計算證明了藝術(shù)家們用形式語言表達出來的直覺是多么準確、真實。

20 世紀以前的經(jīng)典物理學認為時間和空間與運動著的物質(zhì)沒有任何聯(lián)系，進入20 世紀之后，西方的繪畫與科學的探討進入前所未有的新時期，繪畫開始探索在二維平面上突破時空的限制，表現(xiàn)運動、變化，打破瞬間和靜止，在三維的立體表達上創(chuàng)造更高維度的世界。這無疑不是受到20 世紀科學革命形成的相對論和量子論兩大理論創(chuàng)見的啟發(fā)。1905 年愛因斯坦的狹義相對論指出時間和空間不可能具有絕對統(tǒng)一的尺度，時間和空間是相對的。在相對論提出之后的第二年，畢加索畫出《亞威農(nóng)少女》，標志著立體主義的誕生。順著時間的脈絡(luò)追尋藝術(shù)科學二者的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，可以發(fā)現(xiàn)在藝術(shù)創(chuàng)作與科學實驗的探索下體現(xiàn)的“共性”。

至上主義奠基人馬列維奇對幾何形體的探索受到塞尚的啟發(fā)，其評價塞尚對于物體的變形不是為了創(chuàng)造一個全新的造型，而是從物體本身去感知——揭示事物的本質(zhì)。馬列維奇從不認為其藝術(shù)創(chuàng)作僅僅是符號，繪畫創(chuàng)作試圖描繪的是一個無重力、無方向性的空間，完全拋棄物象，探索藝術(shù)中的純粹。這不光是其主觀創(chuàng)造，天體物理學研究得到證明：事實上宇宙中兩個星系之間有足夠遠的距離，確實存在無重力、無壓力的空間。

20 世紀的抽象主義提出的“在視覺真實的顯現(xiàn)之下，事物的內(nèi)在秩序、無序或人與客觀世界之間存在某種內(nèi)在的關(guān)系?！迸c詹姆斯·沃森（James Waston）和弗朗西斯·克里克（FrancisCrick）發(fā)現(xiàn)的DNA 的雙螺旋結(jié)構(gòu)學說所揭示的數(shù)學、生物學和美學之間有著密切關(guān)系。即藝術(shù)領(lǐng)域?qū)σ曈X、非視覺真實的描繪，以及其內(nèi)在秩序，與科學領(lǐng)域DNA 雙螺旋形對稱結(jié)構(gòu)美感形象之間具有“共性”。這些藝術(shù)創(chuàng)作和科學實驗之間的“共性”發(fā)現(xiàn)，使得二者相互啟發(fā)，碰撞出思想的火花。

2 藝術(shù)與科學的交融

前文通過大量的分析論述藝術(shù)與科學的“共性”，從跨越時空、表達呈現(xiàn)、認知意識、創(chuàng)作實驗四個不同的視角，闡釋了藝術(shù)在視覺真實與非視覺真實兩種維度下與科學的共同探索。從方法論角度來看，藝術(shù)創(chuàng)作和科學探究的方法交融能夠為創(chuàng)造力提供來源。

科學不僅是嚴謹?shù)膶嶒炋剿?，更需要天馬行空的大膽假設(shè)，質(zhì)疑規(guī)則的能力，對已有經(jīng)驗、公認的標準發(fā)起懷疑并產(chǎn)生新的揣測。藝術(shù)在直覺、情感的表達中，不乏充滿縝密邏輯和批判傳統(tǒng)觀念的求真創(chuàng)造，探究世界的本質(zhì)往往也是藝術(shù)創(chuàng)作力發(fā)生的動因。

根據(jù)前面對藝術(shù)與科學“共性”的分析，進一步探究藝術(shù)創(chuàng)作方法和科學探究方法中的思維問題。不難發(fā)現(xiàn)藝術(shù)與科學都不僅僅是感性思維和理性思維的單一表達和運用，二者都兼具理性和感性的思維活動，且相互交融，彼此交織。在創(chuàng)造發(fā)生時，特別是在創(chuàng)作結(jié)果呈顯性的狀態(tài)下，藝術(shù)與科學呈現(xiàn)出更加多元的“共性”。藝術(shù)與科學中的簡化和抽象，都與美的概念緊密地聯(lián)系在一起。海森堡在寫給愛因斯坦的信中提到：“如果自然把我們引導到極其簡單和美麗的數(shù)學形式——我指的是假設(shè)、公理等連貫系統(tǒng)——到以前沒有人遇到過的形式，我們就會不由地認為它們是‘真實的’，認為它們揭示了自然的真正特征”[6]。雖然晦澀，但是仍然能夠從這句話中感受到學者提出的數(shù)學與藝術(shù)形式化的特征之間存在的對應(yīng)關(guān)系。物理學日益數(shù)學化的本質(zhì)與現(xiàn)代藝術(shù)日益形式化的特征之間存在著一種對應(yīng)關(guān)系。科學史上的公式探索往往會因為直覺美感上的欠缺從而不斷修正，最終找到美與真的統(tǒng)一。

工業(yè)革命以來，社會分工的細化使得行業(yè)領(lǐng)域、教育學科的劃分也越來越細。這一方面對社會生產(chǎn)力的發(fā)展產(chǎn)生了積極的推動，但另一方面也導致了負面的問題，即功利主義滋生，人的感知力缺失，人格異化，靈性、心智、審美扭曲，創(chuàng)新創(chuàng)造能力受阻等問題，藝術(shù)與科學的學科分化、學科界限變得“涇渭分明”，實則阻礙了教育對于創(chuàng)造力的培養(yǎng)?，F(xiàn)代人更需要全面發(fā)展。此時急需藝術(shù)帶來喚醒感知的作用，如康德談到藝術(shù)與科學的關(guān)系時，格外強調(diào)藝術(shù)的感性思維作用，藝術(shù)的特點在于知覺與直覺，具有跳躍性的、發(fā)散性的思維，這對于科學的發(fā)明創(chuàng)造起到關(guān)鍵的啟發(fā)式作用[7]?；氐剿囆g(shù)對于未知的探索，在感性的直覺和情感表達中，嚴密的思考也從未缺場。

對于科學創(chuàng)造力所必需的批判能力和發(fā)散性思維往往需要在藝術(shù)實踐中培養(yǎng)和形成。藝術(shù)從來沒有標準的答案，感性的想象力由此可以自由發(fā)展。藝術(shù)帶來的敏銳的感受力與科研工作的縝密邏輯相輔相成，在藝術(shù)與科學的求真中迎來了創(chuàng)造力。

3 結(jié)語

藝術(shù)與科學共同探索客觀世界的本質(zhì)，對客觀的真實進行了多維度的探索。藝術(shù)與科學的關(guān)系不是亦步亦趨，而是互相作用、相互啟發(fā)，彼此不可或缺?；谒囆g(shù)創(chuàng)作的視角，其對于真實多維度的探索帶來了認知的拓展，是藝術(shù)與科學創(chuàng)造力的重要來源。藝術(shù)與科學的求真尚美的“共性”帶來認知的拓展，突破藝術(shù)與科學學科壁壘的界限，喚起人的感知力、包容力和判斷力，藝術(shù)與科學對于世界本質(zhì)的共同探索是創(chuàng)造力形成的重要動因。