物理与艺术感后感

作为一个文科生，物理和艺术这样的课程是不应该还出现在大学的课程上的。本来在高中的时候就是最担心的课，怎么学都学不好的，思维能力太差的原因吧。不过，看看视频学习，不用考试，感觉很轻松，没压力，然后在认真看，发现物理家们与那些物理现象挺有意思的。

科学与艺术，从来都不是分开的。“艺术和科学事实上是一个硬币的两面，他们源于人类活动最高尚的部分，都追求着深刻性、普遍性、永恒和富有意义”，著名科学家李政道如是说。而作为科学世界中最耀眼最永恒的物理学与艺术的“爱情”在宇宙被创造之后就绵延至今，并且永世不绝。

对于中西方来说，中国自古以来追求的是实事求是，没有太多的理论去诠释科学或者艺术的本质，重视“how”。而西方更多的是透过现象看到本质,重视“why”。例如在中国古代绘画讲究的是其中的意境而非光影的奥妙，中国古代的科学讲究的是实用，造纸是因为需要纸来记录文字,印刷术是书籍需要快速发行的需要。西方绘画更多的是重视视觉感受，或强烈或舒缓的画面给观者留下深刻影响，西方物理学的发展由伽利略到牛顿，无一不是揭露自然的内在。所以，对于艺术与物理的结合并且发展，从西方的历史演变中来探求二者的关联会显得更加自然。

从绘画艺术来看，自乔托发现透视原理，到达·芬奇创造现实艺术，再到毕加索引导艺术革命，这是艺术向人类自身的靠拢，比如黄金比例就是人体的比例关系；从物理学的发展来看，自伽利略提出参考系概念，到牛顿用公式来描绘宏观世界，再到爱因斯坦引导的科学革命，这是人类向自身的生存环境，包括物质的研究。二者之间的代表人物并没有太多交集，甚至可以说是毫无关联，但是物理学和艺术的脚步在历史的滚滚车轮下留下相类似的痕迹，这不仅仅是偶然，而是一个必然。

自古以来，艺术探讨的是人类心理情感的变换规律，物理学探讨的则是物质世界的变换规律。看似没有关联，实际却是组成人类所有活动最基本的两个部分，精神世界和物质世界 缺一而不可。在弗洛伊德看来，人类的本能是生和死，而生代表人类物质世界的所有需要，死亡则是人类对自身精神世界的畏惧和探索。“人们总是想以最适当的方式来画出一幅简化的和易领悟的世界图像，于是他就试图用他的某种体系来代替经验的世界并来征服它，这就是画家、诗人、哲学家和物理学家所做的，他们都按自己的方式去做。各人都把世界体系及其构成作为他的感情生活的支点，以便由此找到个人经验的狭小范围内所不能找到的安静和安宁”，爱因斯坦说。所以，对于一个艺术家来说，他应该是通过绘画来表达他对这个世界的感悟，对自身的探索。

先不管物理史和艺术史，我们单单就他们对世界本体描述的两个不同方式而说，他们是平行的，互补的。 说说我最喜欢的艺术家达芬奇，同时他又是出色的雕塑家、发明家、哲学家、医学家、生物学家。他是一位天才，他一面热心于艺术创作和理论研究，研究如何用线条与立体造型去表现形体的各种问题，另一方面他也同时研究自然科学，为了真实感人的艺术形象，他广泛地研究与绘画有关的光学、数学、物理学、生物学等多种学科。在文艺复兴早期，人们盲目地接受传统观念，崇拜古代权威和古典著作。人们学习科学知识也只是学习像《圣经》一样的亚里士多德理论，只相信文字记载。达芬奇反对经院哲学家们把过去的教义和言论作为知识基础，他鼓励人们向大自然学习，到自然界中寻求知识和真理。他认为知识起源于实践，只有从实践出发，通过实践去探索科学的奥秘。他说“理论脱离实践是最大的不幸”，“实践应以好的理论为基础”。达芬奇提出并掌握了这种先进的科学方法，采用这种科学方法去进行科学研究，在自然科学方面做出了巨大的贡献。他提出的这一方法，后来得到了伽利略的发展，并由英国哲学家培根从理论上加以总结，成为近代自然科学的最

基本方法。 达芬奇坚信科学，他对宗教感到厌恶，抨击天主教为“一个贩卖欺骗的店铺”。他说：“真理只有一个，他不是在宗教之中，而是在科学之中。”达芬奇的实验工作方法为后来哥白尼、伽利略、开普勒、爱因斯坦、牛顿等人的发明创造开辟了道路。 牛顿也是一个很出色的物理学家。对他的名字也早有所闻。牛顿致力于颜色的现象和光的本性的研究也最为突出。1666年，他用三棱镜研究日光，得出结论：白光是由不同颜色（即不同波长）的光混合而成的，不同波长的光有不同的折射率。在可见光中，红光波长最长，折射率最小；紫光波长最短，折射率最大。牛顿的这一重要发现成为光谱分析的基础，揭示了光色的秘密。牛顿还曾把一个磨得很精、曲率半径较大的凸透镜的凸面，压在一个十分光洁的平面玻璃上，在白光照射下可看到，中心的接触点是一个暗点，周围则是明暗相间的同心圆圈。后人把这一现象称为“牛顿环”。他创立了光的“微粒说”，从一个侧面反映了光的运动性质，但牛顿对光的“波动说”并不持反对态度。

其实很多物理学家的贡献都很大，这里就不一一讲了，不过，对于这个课程的学习，我还是有了解到了之前都没太注意到的一些知识。也有点作为了。

第二篇：物理与艺术

08通信工程

吴 宏 振

20080803026

从史莱因角度看近代物理学与艺术发展的联系

伦纳德·史莱因是美国加利福尼亚州的一位外科医生，业余爱好艺术，特别是绘画。１９７９年上半年的一天，他带１２岁的女儿去参观纽约市的现代艺术博物馆。史莱因医生的打算是，想让女儿一开眼界，见识人类文化遗产的若干出色代表。

边走边看，史莱因医生试着努力激起女儿对伟大画作的崇敬和兴奋，女儿一个劲地问个不休，让父亲解释为什么这幅画是“杰作”，那幅画是“瑰宝”，面对一幅幅印象派、立体派的现代作品，医生也感到难以理解，回答力不从心。接下来的几天，父亲与女儿又参观了几处博物馆，几乎都是高兴地进去，带着烦恼出来，关注文化而又敏感的医生真有点难言的痛苦。

史莱因医生业余也钻研过现代物理学，对这门科学中的许多基本概念的深奥有着深刻的印象。就在旅游行程临近结束，参观惠特尼艺术博物馆，站在一幅巨大的抽象派画作前时，一个问题突然闪现于他的脑海：为什么一种有关世界的思维体系——这也就是物理学的真正存在形式——竟不为社会上大多数智力最高的成员所掌握？

也就在这一刻，医生产生了写一本书的动机：现代艺术的难以理解和现代物理学的难以掌握，这两者或许是有关联的。想到此医生很兴奋，但后来的写作远非易事，毕竟，现代艺术与现代物理是两个极有分量、彼此又大相径庭的领域。医生不在乎自己对艺术对物理来说都是圈外人士，决心一定，孜孜探求。为了弄懂有关内容的细节，他常常付出超过专业学者几倍的努力。历经十几个春秋，医生终于完成了厚达近６００页的《艺术与物理学》，将此书奉献给诸多一如他当年在现代艺术前深感困惑的读者。

史莱因在探求中逐步意识到：艺术、物理学都关涉空间、时间和光，于是他紧紧扣住这三者进行历史线索的梳理和分析。单从这一立论角度的新颖、独特来说，《艺术与物理学》一书就值得注意。

先溯源古希腊的艺术与物理学。这时期的情况看起来似乎简单（但不可轻视，相对后来的变化对照认识非常重要）：艺术方面，雕塑家已精确掌握了人体各部位间的比例；物理学方面（更多属于思辨），以欧几里得为代表，认为空间是空虚的；以亚里士多德为代表，认为时间是线形的、顺序的；而认为光是在由空间、时间形成的框架内到处碰撞弹射。

中世纪，空间和时间的主流概念被扭曲。空间被宗教教义的分类法一块块分割开，不再是各向同性，也不复可以量度；时间在艺术活动中表现出非线形的任意性；光也被这时期的艺术家认为是某种具有灵性的东西。

中世纪后期，空间、时间和光的概念又渐复归古希腊。是画家乔托把欧几里得空间带回美术界（确立“透视法”），同时还为艺术树立了静止时间的框架。然而，乔托对光的把握还显得犹疑。

十五世纪，意大利画家弗兰西斯加把阴影引进绘画。阴影（其实就是没有光的所在），后来成为文艺复兴时期美术中表述光的一大特色。

１５４３年，哥白尼出版《天体运行论》。按史莱因的观点，日心说从根本上来说脱胎于艺术家选定观察位置（注意乔托的“透视法”涉及观者位置）。伽利略通过观察支持哥白尼的学说，进而提出惯性参考系、绝对静止概念。前有艺术中观察透视画法作品，观者需处于一个绝对静止状态，今有物理学中绝对静止点，史莱因提醒说这是艺术与物理的有趣并行。

在前人的基础上，牛顿建起经典力学大厦的框架，他权威地判定空间和时间都是绝对独立的。对光，牛顿也做了细致的分解研究，给出了数学的结论。 十九世纪中叶，摄影术的发明对艺术产生极大影响。１８６３年，马奈展出大幅油画《草地上的午餐》，画作有意违背透视原理，阴影处理也不一致，无疑是对传统美术范式挑战。有相当多的艺术史家视此为现代艺术的开端。其后莫奈致力于表现物体随时间的变化；而塞尚恰相反，有意在画中去

除时间这个变数。

１９０５年，爱因斯坦掀起物理学革命，颠覆了牛顿的空间和时间概念。爱因斯坦指出，时间和空间反逆关联（后也称时空连续统）：当时间扩展时，空间就会收缩；当时间收缩时，空间就会膨胀。另外，狭义相对论将光提到凌驾于空间和时间两者的地位上。

史莱因认为，马奈、莫奈和塞尚就是二十世纪初物理学革命的先知，尽管当时这些艺术家全然不知科学领域会出现什么相对论。

在１９０５年前后几年里，艺术界也发生新的动荡。以马蒂斯、毕加索和杜桑为代表的三位画家发动了对现代艺术的变革。这三位画家各自创立了自己的激进画派，即野兽画派、立体画派和未来画派。史莱因认为，这三个画派实际可看作各自致力于狭义相对论的三个基本内容中的一个（即分别对应光、空间、时间）。 １９１５年，爱因斯坦又创立广义相对论。推论可得出恒星死亡、弯曲时空和黑洞这样一些令人惊诧不已的结果。广义相对论远远超出了人类的经验，无法用文字和语言表达，只有利用抽象的数学符号。

差不多在广义相对论诞生前后，艺术界也出现了表现零重力、空间渗透质量这样一些作品。史莱因指出，物理学中的重大变化，恰好同艺术界引入全新的非写实主义形式差不多同时发生，对其关联不应感到奇怪。

通过为读者浓缩了史莱因对艺术与物理学历史演进线索的梳理，可以看出，他是有意突出艺术与物理学的密切关联。当然，他也清楚，历史上艺术与物理学并没有实质性的接触。

史莱因也想到，会有人不同意他做的艺术常超前物理学的表现以及预见性分析，他强调说，这是他的艺术史观。

《艺术与物理学》的第一章与最后一章有首尾呼应之妙。史莱因在开篇先列举了艺术与物理种种极为对立的表现，接着指出，尽管这两者看上去似乎如此大相径庭，但他们之间却以一个共同的基点确定地关联在一起。凡是创新篇的艺术创造，凡是开先河的物理研究，都会探究实在的本性。

史莱因指出，艺术的根本性创新在于造就了崭新的概念，而这些初时处于语言前阶段的概念，有行将改变一代文明的能力。史莱因强调了艺术有优于其他知识学科的特殊预见性，其预见性要超过物理学家的公式。虽说艺术家对物理学领域的现状所知甚少，但他们创造出的图形和寓意，在被嵌入后世物理学家搭起的有关物质实在的概念框架之中时，却是那么令人惊异地合适。艺术家引进的图形或符号，到后来会被证实乃当时尚未问世的科学新时期的前驱性思维方式。 史莱因强调：了解艺术和物理学的互补关系，有助于人们更好地理解艺术的实在性，并更深切地尊敬现代物理学的种种概念。艺术与物理学就和波与粒子一样，是结合在一起的二元体系：它们就是对世界进行单一化描述的两个不同但又互补的方面。

末章中，史莱因借助现代科学对大脑的认识，进一步探求艺术与物理学关联的深层意蕴。他视大脑右半球是艺术型的，不过，虽说艺术构思是作为整体一气

呵成地产生于右半脑，但也需要通过左半脑的工作，亦即以单选式的步骤和顺次操作的技术，才能使艺术具体实现为音乐、绘画或雕塑。

大脑左半球是物理型的，物理需要大脑右半球提供灵感，一如艺术需要左半球提供顺序。有重大创新的物理学家不止一次地告诉人们说，他们的灼见是灵感的一闪现，不是按逻辑过程一点一滴地推敲。灵感之后，就需不可缺少的艰苦数学证明。

史莱因再次强调艺术与物理的关联：当创新篇的艺术家靠大脑右半球产生的视像同预知能力结合到一起，艺术便对未来的实在观念做出了预言。艺术家创造出看视世界的新方式，物理学家接下来归纳出思考这个世界的新方式。在此之后，才是人类文明的其他成员把有关的新观点结合进自己文化中的各个方面。

史莱因总结性说道：在艺术和物理学中同时获取有关自然（实在）的观点，会从三个维度上全面看到它的更宏大的图景，会理解它在扩展开的现在上的存在。艺术与物理学的有机结合，能使人们对自然厕身其内的世界产生更高层次上的认识和理解。

近年，国内有关艺术与科学的讨论已成热门话题。然而不可否认，表层的多，深刻的少；形之予物的多，思之予心的少。如何推动艺术与科学研究的深入？个人以为，不妨先读一读《艺术与物理学》这类的译著。

参考文献：《艺术与物理学》，[美]伦纳德·史莱因著，暴永宁、吴伯泽译，

吉林人民出版社20xx年9月版