上九天攬月，下五洋捉鱉，仰望星空的震撼與浪漫，都源自人類好奇的雙眼。假設、想象、探索、觸摸、行動、冒險、實驗……科技和藝術(shù)在兩條相鄰的路上，殊途同歸。

近日，中國載人航天工程辦公室官方發(fā)布了神舟十二號航天員在太空拍攝的照片，圖為7月30日，航天員湯洪波拍攝到北非大陸上萬家燈火的景象

8月26日，“美在科技——中國美術(shù)館藏科技題材美術(shù)作品展”在中國美術(shù)館開展，“棟梁——梁思成誕辰一百二十周年文獻展”也正在清華大學藝術(shù)博物館展出。人們對美和真理的追求永不止息，浩瀚星空，案牘尺素，皆為詩意。讓我們看看中外藝術(shù)作品中閃耀著的科學光芒吧!

龍骨車圖 李嵩 宋代

龍骨車（又稱翻車）是中國古代運用最廣泛、提水效率最高的農(nóng)業(yè)灌溉工具，由東漢末年的畢嵐初創(chuàng)，后改進而成。李約瑟在《中國科學技術(shù)史》中將龍骨車列為中國古代最重要的26項發(fā)明之一，15世紀之后歐洲才掌握這項技術(shù)。《天工開物》中說龍骨車“大抵一人竟日之力，灌田五畝，而牛則倍之”，可見其效率之高。李嵩筆下的龍骨車用畜力驅(qū)動，并用齒輪傳動，展現(xiàn)了中國古代農(nóng)業(yè)科技的高超水平。

《錢塘觀潮圖》卷 南宋 李嵩繪 絹本 設色 縱 17.4 厘米 橫 83 厘米 故宮博物院藏

宋代畫家李嵩少年時做木工，后成為畫院畫家，擅長界畫，注重描繪民間的生產(chǎn)和生活題材。他在作品中特別關(guān)注器物的技術(shù)和構(gòu)造，并能用富有變化的線條將復雜的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)得有條不紊，疏密得當。

月夜看潮圖 李嵩 22.3×22cm 臺北故宮博物院藏 

月夜看潮圖  局部 

兩幅關(guān)于錢塘江大潮的作品體現(xiàn)出作者的不同視角，《錢塘觀潮圖》展現(xiàn)潮水的開闊浩蕩，《月夜看潮圖》以畫家最擅長的建筑為主體，展現(xiàn)出宋代官式建筑的精美嚴整，同時也是記錄潮汐現(xiàn)象的珍貴資料。

清明上河圖（局部）張擇端 宋 故宮博物院藏

《清明上河圖》作為宋代繪畫的高峰，其中處于畫面的中心位置的“虹橋”（或稱“上土橋”）也體現(xiàn)出高超的科技水平，它跨度接近20米，結(jié)構(gòu)像竹籃一樣“編織”而成。

虹橋結(jié)構(gòu)的兩個系統(tǒng) 來源：唐寰澄

我國建筑學家唐寰澄先生稱汴水虹橋為“雙鉸拱橋”，他分析出《清明上河圖》中汴水虹橋式木拱橋的主拱結(jié)構(gòu)由兩個系統(tǒng)組成，每個系統(tǒng)不能單獨支撐，需要將二者交叉后在縫隙中插接橫梁固定。整座橋梁沒有使用金屬構(gòu)件，卻達到了良好的承重效果。直至20世紀80年代，我國許多地區(qū)依然在使用類似結(jié)構(gòu)的木制橋梁。

疊梁拱誕生于1032~1033年，這種“無腳橋”是為了解決汴河水流湍急，貨船容易撞上橋墩的問題而研發(fā)的，是中國特有的橋梁結(jié)構(gòu)。四百多年后，遠在西方的天才達芬奇也“發(fā)明”了它，最后它被命名為“達芬奇橋”。

達芬奇的《大西洋手稿》（1485年）中也出現(xiàn)了疊梁拱結(jié)構(gòu)

在宋代，中國的科學技術(shù)取得了飛速進步，涌現(xiàn)了《營造法式》《武經(jīng)總要》《夢溪筆談》《本草》等科技著作。工商業(yè)發(fā)達使造船技術(shù)更加先進，能造出當時世界上最大的船只，有十桅十帆，可載四五百人。指南針用于航海，活字印刷出現(xiàn)，火藥用于軍事，陶瓷、紡織的美學和技術(shù)都達到了極高的水準。

雪霽江行圖 郭忠恕 宋代

郭忠恕也是一位界畫名手。界畫是指建筑、船舶、車馬器具等等需要用直尺和墨斗來完成的繪畫題材。實際上，界畫是中國古代輝煌科技成就的見證者，許多建筑沒能保留至今，我們卻可以從繪畫中領(lǐng)略中國營造的雄姿。

傳 郭忠恕 《明皇避暑宮圖》 日本大阪市立美術(shù)館藏

《明皇避暑宮圖》局部

《明皇避暑宮圖》局部

佚名 《筑建圖》 宋/元 上海龍美術(shù)館藏

梁思成在賓夕法尼亞大學學習時的西方建筑史作業(yè)

我們都還記得魯迅先生學醫(yī)的往事，藤野先生為他改解剖學筆記，說道：

“你看，你將這條血管移了一點位置了。——自然，這樣一移，的確比較的好看些，然而解剖圖不是美術(shù)，實物是那么樣的，我們沒法改換它。現(xiàn)在我給你改好了，以后你要全照著黑板上那樣的畫。”

這樣看來，似乎科學的“準確”和藝術(shù)的美二者并不相容，但在藝術(shù)的歷史上，有許多藝術(shù)家，讓科學煥發(fā)美的光芒，讓美有著探索世界的深刻力量。在他們那里，科學和藝術(shù)完整地統(tǒng)一。

達芬奇設計的巨型弩

達芬奇被認為是“文藝復興人”的典范。他橫跨人文與自然科學，探索、實驗、求證是他工作的常態(tài)。他用精確的焦點透視，營造出逼真的視覺空間，準確生動地表達了人物的形象，也不斷改進著顏料和媒介，使作品更具表現(xiàn)力。

達芬奇 天使報喜 1472年 90×222cm 意大利烏菲齊美術(shù)館藏

他的科學手稿也有很高的藝術(shù)價值。線條由銀針筆蘸棕色墨水繪制，寥寥數(shù)筆，物體的質(zhì)感、光影和體積俱備。和面面俱到的說明書不同，墨色濃淡產(chǎn)生了繪畫的韻味。許多機械裝置以立體的形態(tài)完整地呈現(xiàn)，讓人觸手可及。

達芬奇設計的螺旋飛行器

達芬奇設計的仿生機翼

達芬奇的科學成就涵蓋醫(yī)學、空氣動力學、工程學、天文學等領(lǐng)域，設計出了滑翔機、自動車、還早于哥白尼否定了地心說。為了保衛(wèi)他心愛的米蘭城，他的設計包含了城市防御規(guī)劃、裝甲車、機關(guān)槍、大炮等武器裝備。

達芬奇的解剖研究

多管機槍

可發(fā)射子母彈的大炮

轉(zhuǎn)輪驅(qū)動的連發(fā)弩箭系統(tǒng)

達芬奇研究水的壓強和深度的關(guān)系

達芬奇的城市防御示意圖

修拉的繪畫受美國物理學家奧格登?洛德（Ogden Rood）的色彩理論影響。洛德區(qū)分了色彩的色光混合和顏料混合，他認為在人眼中進行光學混合后的色彩比在調(diào)色板上調(diào)出的色彩更強烈。洛德利用馬克斯威爾的圓盤裝置進行色彩混合實驗，在圓盤上涂兩種色彩，旋轉(zhuǎn)后人們就可以看到二者混合后的效果。

喬治?修拉 大碗島的星期天下午 207.5×308.1cm 1884-186 年 芝加哥藝術(shù)博物館藏

基于這種原理，修拉用純度較高的原色或間色的小色點拼接出色彩的變化，使色彩呈現(xiàn)出純粹、冷靜的特質(zhì)。

大碗島的星期天  局部

作為一名工科生出身的藝術(shù)家，亞歷山大?考爾德擅長用機械裝置制作雕塑作品，他甚至在生活中用滑輪連接床頭和爐子的開關(guān)，以便在懶床時也不耽誤煮咖啡。

考爾德在制作鋼絲雕塑“馬戲團” 1926年 攝影：André Kertész ? Ministère de la Culture

1930年，冥王星被發(fā)現(xiàn)，這一事件喚起了他對宇宙行星運動的極大興趣，他創(chuàng)作的“動態(tài)雕塑”有著纖細、輕盈的外表，隨著空氣漂浮流動，利用各部分重力達成一種動態(tài)的平衡，有時還會加上復雜的動力裝置，做看似無規(guī)則的周期運動。考爾德曾說：“宇宙是真實的，然而你看不到它，只能去想象，一旦你可以想象，才能考慮復制它。”

亞歷山大?考爾德（Alexander Calder）的“紅色胭脂紅（Trigehant Red）”1959-1965

1943年，愛因斯坦參觀紐約現(xiàn)代藝術(shù)博物館，在考爾德的《一個宇宙》面前足足停留了45分鐘，據(jù)說他看完之后喃喃自語：“我希望我想到了這一點”。考爾德認為愛因斯坦在尋找作品中運動的規(guī)律，以便推測其構(gòu)成方式。哲學家薩特評論他的雕塑：“總是不斷從頭再來，總是新的”。

考爾德《一個宇宙》1934年 電機驅(qū)動 藏于紐約現(xiàn)代藝術(shù)博物館

白南準 磁力電視 1965年

電視的圖像來自于顯像管噴射的電子，白南準把磁鐵放在顯示器上，電子被磁力干擾后，在屏幕上形成夢幻般的效果。而這種擾動的原理后來也應用在了錄像機技術(shù)中。從此以后，白南準用顯示器開啟了錄像藝術(shù)（video art）的時代。

勞森伯格 《hot shot》1983 石版畫 藝術(shù)家認為好奇心可以改變?nèi)说纳詈途駹顟B(tài)。圖片來源：NASA

1962年，美國國家航天局發(fā)起了NASA Art Program藝術(shù)家項目，聘請最優(yōu)秀的藝術(shù)家走進太空工程，讓他們用獨特的視角記錄下人類探索太空的歷史進程。對于這個項目，NASA第二任局長詹姆斯?韋伯曾評論道:“重要科學事件可以被藝術(shù)家們用另一種方式來詮釋，某些時候，客觀的影像和數(shù)據(jù)，遠遠無法傳達那些偉大時刻的激情和溫度。”克萊斯?奧登伯格、羅伯特?勞森伯格、安迪?沃霍爾等人為阿波羅-12號繪制了陶瓷晶片，最后把它留在了月球上，成為一座“月亮博物館”。

“月球漫步” 絲網(wǎng)印刷 安迪?沃霍爾,1987年

“雙子星飛船歸來”(水彩畫)羅伯特?考爾(Robert McCall),1960年代中期

在當下的時代，人們面對屏幕的時間甚至遠遠超過面對面交談。有人把喬布斯也稱作藝術(shù)家，而繪畫的基底也從畫布轉(zhuǎn)向屏幕。大衛(wèi)?霍克尼大膽使用ipad作畫，AI畫家在風格和技術(shù)層面上堪比人類、NFT藝術(shù)也終結(jié)了虛擬作品容易被復制的歷史。

北京奧運會開幕式的“畫卷”大規(guī)模地采用了LED屏幕技術(shù)，覆蓋面積達4564平方米

大衛(wèi)?霍克尼《春至》2011年ipad繪畫

來自法國的藝術(shù)小組obvious運用了生成對抗網(wǎng)絡Generative Adversarial Networks（GANs）對藝術(shù)史中的肖像畫進行深度學習，完成了一件虛構(gòu)人物的肖像畫《Edmond de Belamy》，作品的署名是一串公式。2018年10月25日它在佳士得經(jīng)過 55次競價，拍出43.25萬美元的高價。圖片來源：佳士得

佳士得所拍賣的第一個數(shù)字收藏品《Everydays. The first 5000 days》于 2021 年 3 月 11 日拍出 69346250 美元，作者為插畫家Beeple  圖片來源：佳士得

面對當下的世界，藝術(shù)與科學都在以各自的方式提出問題。 

奧拉維爾?埃利亞松《天氣計劃》２００３年 Photo: Ari Magg 圖片來源：olafureliasson.net

奧拉維爾?埃利亞松一直表達對自然和生態(tài)主題的思考，他的《天氣計劃》將一個用鏡子反射而成的人造太陽搭建在了倫敦泰特美術(shù)館的展廳里，并制造出淡淡的雨霧效果，讓觀眾在沉浸式的體驗中沉思。《矽藻窗戶》的靈感也來自于單細胞藻類硅藻的結(jié)構(gòu)，硅藻可以從大氣中吸收大量的碳，維持生態(tài)平衡。

埃利亞松，矽藻窗戶（Algae Window），2020 年。玻璃球，鋼，鋁，塑料，黑色油漆 

2020 年埃利亞松發(fā)起了“地球講述者”（ EarthSpeakr）項目，借助ＡＲ（增強現(xiàn)實技術(shù)）邀請全世界的兒童為地球發(fā)聲，以呼吁和促進生態(tài)環(huán)境的改善。每個講述者在地圖上顯示為一個氣泡，人們可以在項目的ａｐｐ上點開瀏覽他們的奇思妙想。 

講述者們在不同的場景表達對保護地球的看法 圖片來源： https://earthspeakr.art/

EarthSpeakr 的增強現(xiàn)實系統(tǒng) 圖片來源：https://earthspeakr.art/ 

蔡國強為《九級浪》開幕所做的白天焰火 2014 年 上海

蔡國強《天梯》2015 年  泉州

蔡國強《天梯》中釋放的探空氣球

蔡國強以天空為畫布，以火藥為筆，用計算機和芯片精確控制著這匹難以降服的“烈馬”，讓煙花在空中起舞。作品使用的火藥和色粉都是環(huán)保可降解的。在他看來，隨著科技的進步，藝術(shù)的表現(xiàn)形式會更自由，藝術(shù)的概念和邊界都會不斷被拓展，但對世界的好奇心是不能變的，好的藝術(shù)家最終都能利用當時最好的技術(shù)創(chuàng)作。他曾經(jīng)制作一塊平整的土地，等待外星人來作畫，也在 1993 年的作品“為萬里長城延長一萬米”中向宇宙發(fā)射無線電波，試圖與宇宙的其他生命 交流。

“為萬里長城延長一萬米”（為外星人做的計劃第 10 號）甘肅省嘉峪關(guān)長城以西 1993年 2 月 27 日，晚上 7 時 35 分 圖片來源：蔡國強工作室 

在一次采訪中，蔡國強說“我們的科技正在努力追趕西方，我們也有強烈的好奇心在探索宇宙里的科學、思想和文化的奧秘。以前美國登月工程花了很多錢， 但之后航天技術(shù)、通訊技術(shù)等等發(fā)展帶來的的收益可能是投入的無數(shù)倍！但是在這些利益背后，最令人向往的應該是自由飛翔的想象力，源源不斷的好奇心和求知欲”。

其實，在許多科學家和藝術(shù)家那里，好奇心的背后是對生命、自然和宇宙的熱愛，這種熱愛使他們追求美，并且肩負了引導人們向善的責任。（作者：鮑明源）

參考文獻

[1] 楊士金.疊梁拱橋研究[J].公路,2002(12):1-6.

[2]唐寰澄.從幾座中國民間的橋梁說起[J].橋梁建設,1981(01):70-78.

[3]定格偉大時刻——NASA航天藝術(shù)作品賞 ．https://www.sohu.com/a/215734859_280422．

[4]對 話 蔡 國  強   ：   科  技  和   藝  術(shù)   的   命  運  ，   總  是   絞   在  一起．https://mp.weixin.qq.com/s/0ZfmGzr-elpF31qfoSfZ7g．