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、想像、探索、觸摸、行動、冒險、實驗……科技和藝術在兩條相鄰的路上，殊途同歸。

近日，中國載人航太工程辦公室官方發佈了神舟十二號航太員在太空拍攝的照片，圖為7月30日，航太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——中國美術館藏科技題材美術作品展”在中國美術館開展，“棟樑——梁思成誕辰一百二十週年文獻展”也正在清華大學藝術博物館展出。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、提水效率最高的農業灌溉工具，由東漢末年的畢嵐初創，後改進而成。李約瑟在《中國科學技術史》中將龍骨車列為中國古代最重要的26項發明之一，15世紀之後歐洲才掌握這項技術。《天工開物》中説龍骨車“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動，並用齒輪傳動，展現了中國古代農業科技的高超水準。

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

宋代畫家李嵩少年時做木工，後成為畫院畫家，擅長界畫，注重描繪民間的生産和生活題材。他在作品中特別關注器物的技術和構造，並能用富有變化的線條將複雜的結構表現得有條不紊，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 

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

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，其中處於畫面的中心位置的“虹橋”（或稱“上土橋”）也體現出高超的科技水準，它跨度接近20米，結構像竹籃一樣“編織”而成。

虹橋結構的兩個系統 來源：唐寰澄

我國建築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構由兩個系統組成，每個系統不能單獨支撐，需要將二者交叉後在縫隙中插接橫樑固定。整座橋梁沒有使用金屬構件，卻達到了良好的承重效果。直至20世紀80年代，我國許多地區依然在使用類似結構的木製橋梁。

疊梁拱誕生於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的，是中國特有的橋梁結構。四百多年後，遠在西方的天才達芬奇也“發明”了它，最後它被命名為“達芬奇橋”。

達芬奇的《大西洋手稿》（1485年）中也出現了疊梁拱結構

在宋代，中國的科學技術取得了飛速進步，涌現了《營造法式》《武經總要》《夢溪筆談》《本草》等科技著作。工商業發達使造船技術更加先進，能造出當時世界上最大的船隻，有十桅十帆，可載四五百人。指南針用於航海，活字印刷出現，火藥用於軍事，陶瓷、紡織的美學和技術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。界畫是指建築、船舶、車馬器具等等需要用直尺和墨鬥來完成的繪畫題材。實際上，界畫是中國古代輝煌科技成就的見證者，許多建築沒能保留至今，我們卻可以從繪畫中領略中國營造的雄姿。

傳 郭忠恕 《明皇避暑宮圖》 日本大阪市立美術館藏

《明皇避暑宮圖》局部

《明皇避暑宮圖》局部

佚名 《築建圖》 宋/元 上海龍美術館藏

梁思成在賓夕法尼亞大學學習時的西方建築史作業

我們都還記得魯迅先生學醫的往事，藤野先生為他改解剖學筆記，説道：

“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，實物是那麼樣的，我們沒法改換它。現在我給你改好了，以後你要全照著黑板上那樣的畫。”

這樣看來，似乎科學的“準確”和藝術的美二者並不相容，但在藝術的歷史上，有許多藝術家，讓科學煥發美的光芒，讓美有著探索世界的深刻力量。在他們那裏，科學和藝術完整地統一。

達芬奇設計的巨型弩

達芬奇被認為是“文藝復興人”的典範。他橫跨人文與自然科學，探索、實驗、求證是他工作的常態。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，使作品更具表現力。

達芬奇 天使報喜 1472年 90×222cm 義大利烏菲齊美術館藏

他的科學手稿也有很高的藝術價值。線條由銀針筆蘸棕色墨水繪製，寥寥數筆，物體的質感、光影和體積俱備。和面面俱到的説明書不同，墨色濃淡産生了繪畫的韻味。許多機械裝置以立體的形態完整地呈現，讓人觸手可及。

達芬奇設計的螺旋飛行器

達芬奇設計的倣生機翼

達芬奇的科學成就涵蓋醫學、空氣動力學、工程學、天文學等領域，設計出了滑翔機、自動車、還早于哥白尼否定了地心説。為了保衛他心愛的米蘭城，他的設計包含了城市防禦規劃、裝甲車、機關槍、大炮等武器裝備。

達芬奇的解剖研究

多管機槍

可發射子母彈的大炮

轉輪驅動的連發弩箭系統

達芬奇研究水的壓強和深度的關係

達芬奇的城市防禦示意圖

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後的色彩比在調色板上調出的色彩更強烈。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，旋轉後人們就可以看到二者混合後的效果。

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

基於這種原理，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，使色彩呈現出純粹、冷靜的特質。

大碗島的星期天  局部

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

考爾德在製作鋼絲雕塑“馬戲團” 1926年 攝影：André Kertész © Ministère de la Culture

1930年，冥王星被發現，這一事件喚起了他對宇宙行星運動的極大興趣，他創作的“動態雕塑”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的平衡，有時還會加上複雜的動力裝置，做看似無規則的週期運動。考爾德曾説：“宇宙是真實的，然而你看不到它，只能去想像，一旦你可以想像，才能考慮複製它。”

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代藝術博物館，在考爾德的《一個宇宙》面前足足停留了45分鐘，據説他看完之後喃喃自語：“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律，以便推測其構成方式。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 電機驅動 藏于紐約現代藝術博物館

白南準 磁力電視 1965年

電視的圖像來自於顯像管噴射的電子，白南準把磁鐵放在螢幕上，電子被磁力干擾後，在螢幕上形成夢幻般的效果。而這種擾動的原理後來也應用在了錄影機技術中。從此以後，白南準用螢幕開啟了錄影藝術（video art）的時代。

勞森伯格 《hot shot》1983 石版畫 藝術家認為好奇心可以改變人的生活和精神狀態。圖片來源：NASA

1962年，美國國家航太局發起了NASA Art Program藝術家項目，聘請最優秀的藝術家走進太空工程，讓他們用獨特的視角記錄下人類探索太空的歷史進程。對於這個項目，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家們用另一種方式來詮釋，某些時候，客觀的影像和數據，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號繪製了陶瓷晶片，最後把它留在了月球上，成為一座“月亮博物館”。

“月球漫步” 絲網印刷 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，人們面對螢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家，而繪畫的基底也從畫布轉向螢幕。大衛?霍克尼大膽使用ipad作畫，AI畫家在風格和技術層面上堪比人類、NFT藝術也終結了虛擬作品容易被複製的歷史。

北京奧運會開幕式的“畫卷”大規模地採用了LED螢幕技術，覆蓋面積達4564平方米

大衛?霍克尼《春至》2011年ipad繪畫

來自法國的藝術小組obvious運用了生成對抗網路Generative Adversarial Networks（GANs）對藝術史中的肖像畫進行深度學習，完成了一件虛構人物的肖像畫《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館的展廳裏，並製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》的靈感也來自於單細胞藻類硅藻的結構，硅藻可以從大氣中吸收大量的碳，維持生態平衡。

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

2020 年埃利亞松發起了“地球講述者”（ EarthSpeakr）項目，借助ＡＲ（增強現實技術）邀請全世界的兒童為地球發聲，以呼籲和促進生態環境的改善。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 的增強現實系統 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，用電腦和晶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保可降解的。在他看來，隨著科技的進步，藝術的表現形式會更自由，藝術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，好的藝術家最終都能利用當時最好的技術創作。他曾經製作一塊平整的土地，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 

在一次採訪中，蔡國強説“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裏的科學、思想和文化的奧秘。以前美國登月工程花了很多錢， 但之後航太技術、通訊技術等等發展帶來的的收益可能是投入的無數倍！但是在這些利益背後，最令人嚮往的應該是自由飛翔的想像力，源源不斷的好奇心和求知欲”。

其實，在許多科學家和藝術家那裏，好奇心的背後是對生命、自然和宇宙的熱愛，這種熱愛使他們追求美，並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説起[J].橋梁建設,1981(01):70-78.

[3]定格偉大時刻——NASA航太藝術作品賞 ．https://www.sohu.com/a/215734859_280422．

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