科学与艺术:一枚硬币的两面

美国当地时间8月4日,华人物理学家李政道去世,享年97岁。

作为诺贝尔奖得主、物理学家,他名声在外,但鲜为人知的是,他从20世纪90年代起就开始画随笔了。李政道爱科学,也爱艺术,始终期望抽象的科学概念能鲜活跃动在人们眼前,得到更多人的理解和欣赏。

自1987年以来,李政道先生创立的中国高等科学技术中心每年举办国际科学学术会议,不但有世界一流的中外科学家参加,而且每次会谈都邀请画家根据会议的科学主题发挥作画,作者中有艺术大师李可染、吴作人、黄胄、华君武、吴冠中、常沙娜等。这绝非仅为追求一种用绘画手段描绘科学特定领域的表面形式,而是探求在一个更深奥的意境中进行科学和艺术间的对话。

正如李政道先生所言:“科学和艺术是不能分割的,它们是智慧和情感的关系,没有情感,智慧能开创新路吗?没有智慧,情感能够达到完美的程度吗?科学与艺术是同一枚硬币的两面,它们同是源于人类活动最高尚的部分,都追求深刻性、普遍性、永恒和卓越。”

李政道《格》

1987年5月,李政道亲自设计了中国高等科学技术中心成立后举行的第一次国际学术研讨会的主题图案。图中的“格”字是李政道书写的,表示“格点”或“测量”,含格物致知之意,其背景是用于研究格点规范理论的哥伦比亚并行机的线路图。

李政道《粲花》

1987年6月,李政道教授和朋友们为粲物理国际学术研讨会设计了主题画“粲”,它重叠在我国自行设计和研制的大型粒子物理实验装置北京谱仪(BES)的结构示意图上,寓意探测粲粒子的深入研究,北京谱仪的结构示意图也与中国古代“八卦”的几何结构形式类似。

吴作人《无尽无极》

1988 年5 月的“二维强关联电子系统”国际学术研讨会上,画家吴作人从中国古代哲学观点出发,创作了主题画《无尽无极》。

带正电或负电的粒子之间的相互作用,形成了原子、分子、气体、液体、固体和星球,构成了世界万物。这种负电荷与正电荷的对偶结构,中国称之为“阴”和“阳”,而中国古代的“太极”符号恰当地表现出了阴和阳的关系。这幅“现代太极图”赋予了阴阳二重性以更深的含义,寓意世界是动态的,宇宙的全部动力、所有物质和能量都产生于静态的阴阳二极的对峙。而太极看似静态的结构蕴蓄着巨大的势能,可以转变为整个宇宙的动能。这幅图已成为北京正负电子对撞机的标志。

黄胄《天马行空》

粒子物理与天文学的研究有着十分密切的关系。中国高等科学技术中心于1988 年6 月召开了“粒子物理和宇宙学”国际学术研讨会,画家黄胄将宇宙学与中国神话中在空中奔驰的天马相融合,为会议创作了《天马行空》主题画。

天马俯视着无穷天体的永恒的运动,这里既有宇宙科学的寓意,又表现了真理的普遍性,也象征着中国天文学新的腾飞。这幅画的神奇之处在于从任何一个角度看,都会感觉画中的马迎面飞奔而来。

李可染《超弦生万象》

超弦理论认为,我们四维世界中的所有现象只是十维空间中的一根弦的表现。对这个深奥的玄而又玄的科学理论,李政道向画家李可染解释:“想象用一根三维的线来绣一幅二维的图,可以绣出人、马、马车和许许多多其他东西。再想象这根线可以按任何方式运动,一根三维空间的线的运动就产生了人、马等整个二维图像的运动。”

1989 年5 月的“场、弦和量子引力”国际学术研讨会上,李可染一反他传统的笔法,挥洒出抽象水墨彩色画《超弦生万象》。充满动感的点、线画面“游于无穷”“寓意无尽”,生动地创造出既与超弦理论有联系,又有独特艺术意境的主题画,富有诗意地描绘出万种粒子及其激发态如何从一根超弦的振动产生。

常沙娜《雷神引高能》

工艺美术家常沙娜从中国传统神话和敦煌艺术中获得创作灵感,以她擅长的敦煌石窟画风格,创作了《雷神引高能》,成为1990 年5 月“TeV物理”国际学术研讨会的主题画。

雷神是神话中呼风唤雨的主管,神话中的雷神以万钧之力擂鼓引出上天无限的能量,雷鸣电闪,在霹雳中翻腾旋转。中国神话中的雷神寓意着一个巨大能量的产生者,像静电加速器那样,以逐渐积累电荷的方式获得很高的能量。

鲁晓波《日、月、山》

为纪念现代科学的开始,即伽利略发现惯性质量和引力质量相等400周年,中国高等科学技术中心于1991年10 月举行了超高能物理国际学术研讨会。

与其他文化不同的是,唯有中国文化从新石器时代延续至今,都在追求自然和人类的和谐。大汶口发现的新石器时代的雕刻就是一个很好的例证。画家鲁晓波创作的主题画以现代画法重演大汶口新石器时代的雕刻“日、月、山”,山峰和峰顶上的两个天体类似人形,这一哲学和神话的组合,象征着人类将自然现象的客观性与人们了解的物理规律的主观性统一起来的愿望。

李可染《核子重如牛,对撞生新态》

1989 年6 月的“ 相对论性重离子碰撞”国际学术研讨会上,为了称颂人类有可能通过相对论性重离子对撞机来探索宇宙的起源和真空的复杂性,画家李可染奉献了主题画《核子重如牛,对撞生新态》。

画中,两牛抵角相峙,似乎是完全静态的,然而,蕴含在其中的巨大能量是显而易见的,它正准备释放而成激烈的运动。李可染说,他一生所作的画都是和平的,这是他第一次描绘斗争和矛盾,以表现人类征服自然的决心。

华君武《双结生翅成超导,单行苦奔遇阻力》

为了形象地画出“高温超导体和C60 家族”,李政道没少难为漫画家华君武。“他不知我是一个最怕数理化的人。但遇到这位大科学家,我又不好推托,只好硬着头皮上。”

那是一个由60 个碳原子组成的球状C60 分子,在三维空间排列成空间点阵,构成一个个蜜蜂巢。上面一群成双成对的蜜蜂都是电子,结伴欢快地自由飞翔,而那些没有伴侣的蜜蜂电子,只能愁眉苦脸地被束缚在巢上——这就是华君武为1992年5 月和1994 年5 月两次高温超导主题的国际学术研讨会创作的主题画《双结生翅成超导,单行苦奔遇阻力》。

吴冠中《对称乎?未必,且看柳与影》

自然界对称的美,曾使无数人为之惊奇,赞叹不已。然而,李政道和杨振宁却提出了基本粒子在弱相互作用条件下的宇称不守恒定律。可见,自然界对称与不对称原则的揭示,也与美学中对称与不对称的原则完全相似。“镜像对称与微小不对称”是1995 年10 月举办的第二次“科学与艺术”研讨会的主题。

“对称的世界是美妙的,而世界的丰富多彩又常常在于它不那么对称。有时,对称性的某种破坏,哪怕是微小的破坏,也会带来某种美妙的结果。”李政道也在吴冠中的画《对称乎?未必,且看柳与影》中,感悟着自然那“似对称而又不对称”的美妙。

吴冠中《流光》

20 世纪后半叶,非线性科学理论使科学家进一步认识到,自然界有着令人惊叹的简单性和一致性,可其中又有着无穷无尽的特殊性和复杂性。正是因为世界是非线性的,才呈现出多姿多彩的样貌。

1996 年5 月,李政道邀请画家吴冠中为“复杂性对简单性”国际学术研讨会创作了主题画《流光》。吴冠中从清代国画大师石涛的名句“自一以分万”中凝练出“简单与复杂”的科学内涵。他以点、线挥洒神韵,千变万化,化静为动,犹如乾旋坤转。在为此画题写的诗句末尾,吴冠中用名句“流光容易把人抛,红了樱桃,绿了芭蕉”来点题,他深信艺术的生命力在于不断创新,艺术的探索永无止境。

艺术如此,科学亦如此,在创新中才能逐步领悟终极关怀的真谛。