第一讲：物理与艺术(引言)

“科学无不幻想，而艺术也无不真实。
纳博科夫（V. Nabokov ，小说家，1899-1977）
三、人与自然
“人们总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 图用他的某种世界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。各人都把世界体系极其构 成作为他的感情生活的支点，以便由此 找到他在个人经验的狭小范围内所不能 找到的安静和安宁。”
对事物本质的认识常因我们脑中已 有的心理现象的影响而产生偏差 “世界上根本没有什么艺术，只有艺 术家” ——贡布里希（E.H. Gombrich,1909-1993)
《画家与模特儿》毕加索
（ Pablo Picasso 1932）
三、人与自然
艺术殿堂=主观
物理世界=客观
经典物理学是对自然规律的客观描述（物体的运动 和受力） 随着量子时代（20世纪）物理学变得主观化？ 经典物理的疑难—— 紫外灾难；光电效应…….
在追求真理和美的活动中，要永远保持孩子般的 好奇心。 爱因斯坦 （Albert Einstein 1879-1955）
二、图像与语言
爱因斯坦语录：
“我的智力发展得比较晚，结果直到长成之后我才开始 对空间和时间感到好奇和疑惑，而这些东西在孩提时就 应该已经想过了。” “想象力比知识更重要”
“如果和光一起跑，我将看到什么？”
但是, 两者均面对同一个自然，均是人类尝试认知真理的手段。
一、艺术与物理的关系
《我们从何处来？我们是什么？我们往何处去？》 高更（Paul Gauguin，1897）
科学的基本问题：宇宙是怎样起源的？生命是怎
样起源的？人类的未来会怎样？
一、艺术与物理的关系 艺术——用创新的手法去唤 起人们意识中情感的共鸣。 情感越珍贵 唤起越强烈 反响越普遍 艺术越优秀 科学——对自然界的现象进行 字取代图像。 (逐渐制约人的创造力)
二、图像与语言 牛顿和爱因斯坦都曾无独有偶地回忆起，在他们探索自然真理 的时候，表现出行为就是孩子们的观点、好奇心和想象力。 我不知道世人对我怎么看，但我自认只像是一个在 海滨嬉戏的孩子，不时地为比别人找到一块更光滑 的卵石或一只更美丽的贝壳而欢愉，而我面前浩瀚 的真理海洋，却还完全是个谜。 牛顿 （Isaac Newton 1642-1727）
日出印象 印象派，新 印象派，后 印象派
雷诺阿，1841 塞尚，1839 修拉，1859 凡高，1853 高更，1848 毕沙罗，1830
文艺复兴
拉斐尔，1483 提香，1488
1600 百花齐放 巴罗克艺术， 古典主义和浪 漫主义 1850
卡拉瓦乔，1573 委拉斯贵支，1599 伦勃朗，1606 维米尔，1632 大卫，1748 透纳，1775 德拉克洛瓦，1798
一、艺术与物理的关系
事实上如一个硬币的两 面，科学和艺术源于人 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。
李政道（T.D. Lee）
竹神萧萧问秋风， 君影茫茫去何处 ！ －－纪念秦惠筠女士
一、艺术与物理的关系
2001年5月，“科学与艺术”展览与研讨会在北京举行 2001年10月，“科学的挑战”报告会在人民大会堂举行
共同基础：
抽象越简单 应用越广泛 科学越伟大
人类的创造力
尽管自然现象的本身
它们都是“在特定情 绪下感受到的自然” 左拉 （ Emile Zola
1840-1902）
并不依赖于科学家的存在 但对自然现象的抽象和总结 属于人类创造的成果 这和艺术家的创造是同样的
二、图像与语言
人类进步决定于掌握探索自然奥秘的新方法的能力 （比如：哥白尼，牛顿，爱因斯坦…） 始于对未知形像的理解；终于对其概念的语言定义。 （比如：婴儿在知道“奶瓶”这个词之前先认知奶瓶的 图像。）
)
理解宇宙
物理——与自然对话 艺术——与自我对话
四、物理简史
1642 —1727
1879 —1955
伽利略
1564 —1642
牛顿 麦克斯韦
1831 —1879
爱因斯坦 玻尔
1885 —1962
科学研究 方法。
经典的力学， 电磁图像
相对论， 量子论
四、物理简史
江山代有才人出，各领风骚一百年。
1564 —1642 1642 —1727 1879 —1955
一、艺术与物理的关系 艺术 和 物理 共同点？不同点？
艺术表现手段是图象和隐喻（ images & metaphors）。（想象力与审美力） 物理表现手段是数字和方程（numbers and equations） （数学关系和实验特征） 传统上说，艺术抒发情感；物理追求理性 所以，他们在表面上是对立的。
“在存在的这出伟大戏剧中，我们既是演员又是观众” －－玻尔（Niels Bohr ，1885-1962） “观察活动不是被动的反映，而是探照灯式的主动行为” －－波普尔（K. Popper, 1902-1994）
三、人与自然
人类意识与宇宙存在联系否？主观与客观联系否？
God: “If it wasn’t for me, you wouldn’t exist.” Abraham (after some thought): “Yes, Lord, and for that I am very appreciative and grateful. However, if it wasn’t for me, You wouldn’t be known.” “主与亚伯拉罕（希伯来人的始祖）的对话” 《犹太法典》
光是什么？
1905, 爱因斯坦指出光或可具有波动性，或可具 有粒子性 （either like a wave or like a particle）. 1926 , 玻尔修正这个观点，指出光既具有波动性， 又具有粒子性 （both a particle and a wave depending on how it is observed.）
第一讲 硬币的两面：物理与艺术
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艺术与物理 图像与语言 人与自然 物理简史 艺术简史
一、艺术与物理的关系
艺术的目的不是表达现象，而是追究 现象之间的关联 。
丹纳 （Hippolyte Adolphe Taine,1828-1893 ）
就物理学充满真知灼见而言，它实 在是艺术。
玻姆 （David Bohm 1917-1992）
伽利略
牛顿
爱因斯坦
五、绘画简史 绘画的历史：
远古之谜 1400
春的故事 1600
百花齐放
日出印象 1850
现代艺术 1900
五、绘画简史
远古之谜 1400
乔托，1267 马萨乔，1401 弗朗切斯卡，1410
1850
马奈，1832 德加，1839 莫奈，1840
春的故事
波提切利，1444 达·芬奇，1452 米开朗琪罗，1475
二、图像与语言
Seminar at Caltech
Richard Feynman lecturing at Caltech Seminar Day 1978 Physics.
二、图像与语言
语言——人类主宰世界的钥匙
庞杂、庄严、 神秘、美丽 忙碌、幻想、 讨论、合作
《通天塔》
彼得·勃鲁盖尔 （P. Brueghel , 1525-1569）
三、人与自然
我们如何了解这个世界? 世界的“本体”（ reality） 是什么?
柏拉图的洞穴
理念世界 / 经验世界
内部世界 / 外部世界 笛卡尔 (Rene Descartes 1596-1650)
三、人与自然
康德 (Immanuel Kant 1724-1804)
强化柏拉图的哲学观； 本体世界/经验世界 对外部世界的感知进行加工时，人 的心理的确起着一定的作用 ；
三、人与自然 《庄子》中有一段“庄周梦蝶” 的故事：
宇宙学的人择原理：
我们之所以看到宇宙是这个 样子，是因为如果它不是这 个样子，我们就不会在这里 观察它。 王涛（当代）
三、人与自然 生存的宇宙和人类自然 居住环境决定了我们的 审美情趣。 艺术不完全是对学习和 教养的主观反应，也有 外在自然的表现。 艺术作品中既有内在情 感的回声，也有外在自 然的表现.
对自然平行 的认知方式
经典物理学的基础： 绝对时空
三、人与自然
现代物理与艺术——相对时空
“我画本我所思，而非所视！” ——毕加索
《阿维农少女》 （毕加索，
Pablo Picasso, 1907）
“想象力比知识更重要” ——爱因斯坦
四、物理简史 一片花飞减却春，风飘万点正愁人。 且看欲尽花经眼，莫厌伤多酒入唇。 江上小堂巢翡翠，苑边高冢卧麒麟。 细推物理须行乐，何用浮名绊此身。 －－杜甫( 唐，712-770
1900 现代艺术 野兽派，立体 派，未来派， 超现实派…… 2000
三、人与自然
前卫性的艺术 革命性物理学
企图去认识尚未被人类语言 所定义的未知事物
物理和艺术发展史上最大的创新：
哥白尼的日心说 乔托的透视画法 爱因斯坦相对论 毕加索立体主义
三、人与自然
经典物理与艺术——绝对时空 古典美术的经久范式： 透视原理
x' = x − v t y' = y z' = z t' = t
二、图像与语言
• 为了学习某种新生事物，我们首先需要想象它 想象是重要的…..谁最具有想象力? 艺术家 对自然世界的全新感知和理解来自何方？ 来自前卫性的艺术 • 前卫的艺术是人们对自然世界全新感知和理解的前奏 • 对科学知识几乎无知的前卫艺术家的作品中经常预知了 以后被科学家所揭示的自然规律或科学理论。 • 科学的进步也不断地激发艺术家的创作灵感.