第八讲：重构空间观

立体主义画派 沃塞耳：“布拉克的作品看上去像是一堆小立方体。”
“共系一条绳索的 两个登山者”—— 布拉克 （Georges Braque）
立体主义画派 立体主义的定义：物体被分解成 视觉小块，又重新被拼接起来， 拼接的方式，是使观画者无须花 费时间在空间中移动，就能看到 排布起来的全部情况。
物体的各个视觉小块——前面的 、后面的、顶上的、底下的，还 有侧面的，都跳将出来同时扑向 观众的眼帘。
《提琴》 （毕加索 1913）
纪狄庸 （ Sigfried Gideon ，1938 , art historian）
爱因斯坦与毕加索 一些物理学家反对将立体主义画家对空间的认识与相对论时空观 相联系。 “比如说，立体派的空间一般总是表现为只有两个 维度的面，第三个维度是被排除在外的，而相对 论中的数学则涉及四个维度的空间-时间的复合体 （时空连续统）。像这样的例子不胜枚举；在这 两者之间寻找相似之处纯属徒劳。” 《孪生维度》 札摩西（Gésa Szamosi；Science Director,
艾博特 （Edwin Abbott
1838-1926）
立体主义画派
球
三维空间
二维空间 圆
它 是 什 么 ？ 如 何 进 来 ？
立体主义画派 自2300年前欧几里德以来，立体派提出了第一个全新方式来感知 空间——与光同行。 立体派画家把莫奈发展的单一视点的多重组画融合成多重视点的 单一作品。
《圣拉查尔火车站》 （莫奈, 1877） 多重组画, 单一视点
是的。但这是有局限 性的感觉，因为并不 是所有的视点都被表 达出来。
《朵拉肖像》
（毕加索, 1937）
立体主义画派
《格尔尼卡》 （毕加索, 1937）
立体主义画派
相对论引起空间收缩，导致观测者周围景象 发生扭曲，看到了一个高度延长（ height elongates）的幻象。狭义相对论的这个奇异 结果在二十年代以前并不被人们广泛所知和 接受。 但是艺术中的变形，特别是拉长的人体，早开 始于1880年前后的艺术家塞尚和修拉及随后的 意大利艺术家莫迪里阿尼（Amedeo Modigliani 1884-1920）。
雕塑与时空 大众认为这象征“蘑菇云” 但是….. He once told a friend that he hoped viewers would "go around it, looking out through the open spaces, and that they may have a feeling of being in a cathedral."
帽子指示出眼平线（eyelevel）。 脸上有一个对于眼的视点 ，第二个对于嘴的视点， 第三个对于鼻子的视点。 地板表明下方；天花板表 明上方。
椅子至少有两个观察视点
《朵拉肖像》 （毕加索, 1937）
立体主义画派
《玛丽》（毕加索，1932）
立体主义画派 毕加索的作品能被认 为是一个观赏者在第 四维空间上感受到的 视觉图像吗？
为思维而思维！……这样做没有目标，完全只 是找机会纵情享受一下思维的快乐。 爱因斯坦 A. Einstein（1879-1955）
人类进入20世纪，科学和艺术领域内发生了什么？
艺术：
印象派革命已经结束； 新的绘画理念已经建立； 色彩革命已经达到了高潮； 前卫派艺术家都集中在巴黎；
科学：
庞加莱 （Poincaré 1854-1912）
摄影术、汽车时代、艾菲尔铁塔——这是一个机械的天堂 “两朵乌云”挑战牛顿力学体系——科学并非是超然的 X射线：眼见非为实也——实体并非都可以被感觉 放射性：空间不再空也——空间的意义是什么？ 非欧几何和高维空间——我们如何感知自然？
科学和艺术在20世纪以一种平行的方式前进…….
“毕加索可能看到的事情，有它 自己的实在，这个实在不是我 们看到的事物的实在，而是事 物存在的实在。”
雕塑与时空 传统雕塑中： 主题遵循写实主义原则 ——造型、自然、技法 空间是承载主题的框架 ——质心总是处在物体的 内部。 质量与空间之间的界线 是十分清楚的 ——两者无相互作用
《大卫》
（唐那太罗）
《大卫》
（米开朗琪罗）
雕塑与时空
毕加索的立体主义雕塑真正揭开了现代雕塑的帷幕 ——从对空间的重新认识开始
C/2
莫迪里阿尼的人物肖像
雕塑与时空 雕塑是能够最好地表达形状与空间 、质量与空间、以及空间与空间之 间相互关系的艺术形式。 雕塑的形式 圆雕：属于三维空间的完全立 体的雕塑作品；是视觉体验和 触觉体验的综合。分为单体和 复体两类 浮雕：是在平面上雕塑出凹 凸起伏的形象的一种介于圆 雕和绘画之间的艺术形式。
《费尔南德头像》1909
无名雕塑（矗立在芝加哥）
雕塑与时空 中国汉像石雕就有了立体主义 的表现手法
《侍者进餐图》（徐州）
雕塑与时空
一位艺术评论家：“以无穷尽 的抽象形式——涡形圆的几 何形体，体现了作者对爱因 斯坦相对论及核子物理的理 解”
《无尽的面》
毕尔（1953）
雕塑与时空 1843年, 德国数学家默比乌斯（August Mbius）首先提出第四维度必须存在 ，因为在我们的三维世界中不能对称 地实现“左”与“右”。
物理与艺术(Art & Physics)
南京航空航天 大学理学院 施大宁
shi@nuaa.edu.cn http://gc.nuaa.edu.cn/phyandart/
第七讲 重构空间观：立体派 / 空间的意义
立体主义画派 雕塑与空间 爱因斯坦与毕加索
我作画本我所思，而非所视。……重要的 事情是创造。一切别的事情都无关紧要； 创造就是一切。 毕加索 Pablo Picasso（1881-1973）
《核能》（芝加哥大学）
摩尔（Henry Moore）
雕塑与时空 相对论视觉效果之一： 延长（elongation）被瑞 士的雕塑家贾克梅蒂发 挥到极至。
贾克梅蒂（Alberto Giacometti, 1901-1966） 《指点的男人》 《站立的女人》
爱因斯坦与毕加索 史学家研究立体主义与相对论的联系： “立体主义与透视原理实现了决裂。立体派看 视物体的方式是相对性的，这就是说是多视 点的，而且任何一个视点都不具特殊的权威 地位。这样分割看视的结果，是物体被从所 有角度——上、下、内、外，同时看到。 …….因此，自文艺复兴开始，多少世纪以来 一直行之有效的三个维度，如今又增添了第 四个——时间。……物体从若干视点得到表 现的做法，带来了一个与现代世界密切相关 的内容——同时性。爱因斯坦也在1905年上 发表了著名的《动体的电动力学》，给出了 同时性的严格定义。这两者在时间上是相合 的。”
默比乌斯 (1790-1868)
《默比乌斯面》艾舍尔（Escher 1898-1972）
雕塑与时空
视觉效果：空间倾注到质量中 去，而质量却反而围绕着空虚 的空间。
启发概念：空间与质量是混在 一起的，它们彼此相互作用； 互相充实——广义相对论的空 间观
《内形与外形》
摩尔（Henry Moore，1898-1986）
《我的宝贝》 （毕加索, 1911）
《亨利肖像》 （毕加索, 1910）
立体主义画派 在毕加索的作品中，我们可以清楚地看到，立体派拒绝传统上利 用透视学原则表达空间上的景深。
《弹曼陀琴的少女》 (1910)
《弹吉他的男人》 (1910)
《弗拉画像》 (1912)
立体主义画派 毕加索作品中的多重视点：
1881 1900 1905
出生于西班牙 “蓝色时期” “粉红色时期” 立体主义诞生 《格尔尼卡》等 91岁高龄逝世
…….爱因斯坦和毕加索是二十 世纪科学和艺术的“双子星 座”。
1907 1937 1973
立体主义画派
1900-1904 “蓝色时期”
《忧愁》 (1903)
《艺术家生活） (1903)
固定
两者相互接近
相互分离
立体主义画派 对于电车上的观测者，电车前面的景色将变得更蓝些（bluer）, 电车后面的景色将变得更红些（redder）。电车旁边的景色将是 各种颜色的混合（mixture of colours）。 当达到光速时，空间变成一个平面的同时，所有颜色都将融合， 电车的前与后不在区分。纯色调将消失，只有混合的，无确定性 质的色调- 白（white）, 黑（black）, 棕褐（brown）, 灰白（grey ）- 能够保留，这些正是立体派画家最常使用的颜色。
同样适用于爱因斯坦
《斯坦因画像》毕加索，1906
立体主义画派 1905年, 爱因斯坦提出狭义相对论从科 学角度回答了问题：如果与光同行， 看到的世界是什么样子？ 1908年, 闵可夫斯几（Hermann Minkowski）从科学角度提出了时空 连续性理论： “从今以后，独立空间和独立的时间便 将化为幻影，这两者将结合成为一个独 立的实体。”——时空连续统。 毕加索已经从艺术的角度表达了这一 观点。
二维空间的正方 形图像
在三维空间看 一个正方体
从三维空间中铺展 开（ unwrapped） 的立方体
从四维空间中铺展开的 超立方体图像
立体主义画派 如何感知空间？ 如何理解高维空间？ 1880年，在数学家艾博特（ Edwin Abbott）的小说《 Flatland 》中，他精 彩地描绘了如何从高维空间中观察和思 考，如何想象高维空间等等。这部小说 启发我们想象：在第四维空间上观察我 们的世界应该是什么样子？
立体主义画派
1905-1907 “粉红色时期”
《丑角演员一家和猴子》 （毕
加索，1905）
《拿烟斗的少年》（毕加索，1905）
最具有诗意的作品
立体主义画派 1907年“少女”横空出世： 非洲原始艺术影响； 马蒂斯的刺激； 庞加莱的《科学与假说 》和第四维空间； 先锋派艺术领袖阿波利 内尔 “立体主义运动数学家” 普兰斯； 前卫性科幻作家雅里； 科学技术的发展……；
《阿维农少女》毕加索（Pablo Picasso, 1907）
立体主义画派
……毕加索的名字俨然已成为
“现代艺术”的代名词。他的出 现，改写了二十世纪的美术 史。童年时的才华就令人惊 异，到了二十几岁时以立体派 震惊美术界，五十岁后发表的 《格尔尼卡》则震撼了全世 界。毕加索独具魅力的风格贯 穿20世纪，时至今日仍令人着 迷。
立体主义画派
《向毕加索致意》
（葛里斯, 1910--11)
《桑瑞特的风景》
（葛里斯, 1913）
立体主义画派
《林间人体》 （莱热, 1909-1910）
立体主义画派
《城市》 （莱热, 1919）
立体主义画派 即使光速对于所有观测者是一定的，但运动物体的发光频率对观 测者看到的频率是不同的。当电车与观测者相互接近，观测到的 频率增加（蓝移）；相ຫໍສະໝຸດ Baidu远离，观测到的频率减少（红移）。这 就是著名的多普勒效应（ Doppler effect ）。
《弹曼陀琴的少女》
（毕加索, 1911）
立体主义画派 立体派舍弃了欧洲传统中单一视点的手法，而使一件画作中可以呈 现多视点，在物理学上等价于摈弃占有优先地位的绝对参照系，代 之以自然界的一切惯性系都是等价的观点。 （塞尚的贡献） 立体派所产生的效果，并不是取自某个主体在特定时间内的单一面 貌，它可以让不同时间、空间或各种角度所呈现出来的多样面貌， 全部集中在同一个画面上——空间的同时可观睹性。 （莫奈、塞尚） 在现代物理中，光是本质的存在（光是绝对的），空间和时间则在 与之关联的基础上变化。 惟一能对实在提供一统图景的地点只有在理论上存在，那就是与光 同行。
《提琴》（毕加索, 1912） 单一画作, 多重视点
立体主义画派
其他著名的立体派画家有：布拉克 (Georges Braque 1882-1963)；葛里斯 (Juan Gris 1887-1927) ；莱热（Fernand Leger1881-1955).
《林间房屋》 （布拉克, 1908）
《山间城堡》 （布拉克, 1909）
《拉奥孔》（阿格桑德罗斯，公元 前2世纪）——希腊化时期最伟大 的雕塑，1506年被发现
雕塑与时空 雕塑的发展历史与绘画的发展历史几乎是平行的 ——很多画家也是雕塑家。 具像雕塑 抽象雕塑
《青铜时代》
罗丹 （Rodin, 18401917）
《空间的鸟》
布郎库西 （Brancusi, 1876– 1957）
立体主义画派
一般说来，为了观测一 个立方体，观测者必须 围绕立方体运动，这样 ，就必须在空间和时间 序列中连续地重新定位 （relocation）。
在立体主义的世界中，观测者既不须在 空间，也无须在时间中运动。透视（空 间深度）和因果关系（时间序列）都不 复存在了。
立体主义画派
三维空间一个正 方形图像