西方科技与视觉艺术的互动发展

杨及耕

（山西煤炭职业技术学院，太原 030031）

“从某种真实的意义上说，科学家和艺术家，虽然岗位不同，但在各自工作中所追求的目标是相同的，他们实际所采用的工作方法，比他们实际所承认的有着更多的相同之处”。“西人之画，……佐以科学之观察、哲学之思想。……西人之画，以技能及义蕴胜，……图画之发达，常与科学及哲学相随焉。”以西方科学技术与视觉艺术起源和发展史为视点，可以清晰地观察出，一方面科学思想深刻影响着审美价值判断，不断为艺术表达开拓新的路径和提供新的表达工具与材料；另一方面审美价值判断又总是呼唤和要求更有利于实现审美理想新工具的产生，从而不断推动科学技术的进步。本文试图从纵向的历史角度，对科学技术与视觉艺术的一体化发展作尽可能系统、深入的分析，以期揭示其中的发展规律。

一、古希腊的自然哲学从源头上深刻地影响了西方视觉艺术

古希腊自然哲学认为对自然的模仿导致的艺术起源，对自然进行逼真的再现是视觉艺术的价值所在。此外，西方所推崇的人体美和形式美的美学理论，也源自古希腊自然哲学关于大小宇宙统一学说以及美是和谐与比例观。

（一）源于模仿说的求真、求知的美学观

亚里士多德在《诗学》中指出：“人从孩提时侯起就有模仿的本能（人和禽兽的分别之一，就在于人最善于模仿，他们最初的知识就是从模仿中得来的），人对于模仿的作品总是感到快感，经验证明了这一点：事物本身看上去尽管引起痛感，但惟妙惟肖的图像看上去却能引起我们的快感”。这一观点既道明了艺术根源的问题，又深刻地阐发了科学和艺术的同一性理论。模仿说认为现实世界是真实的，艺术模仿就是对真实的客观世界的模仿，是求真的过程。因此，在古希腊人的观念里，科学和艺术的目的都是为了求真，美与真是统一的。丹纳在分析古希腊雕塑时认为：“一座雕像的目的是要逼真的模仿一个生动的人，一幅画的目的是要刻划真实的人物姿态，按现实所提供的想象描写室内的景物或野外的风光”。宗白华也指出：“古希腊”雕塑则系模范人体，取像‘自然’。当时艺术家竟以写幻逼真为贵。于是‘模仿自然’也几乎成为希腊哲学家、艺术家共同的艺术理论。柏拉图因艺术是模仿自然而轻视它的价值。亚里士多德也以模仿自然说明艺术。”

（二）大宇宙与小宇宙的统一说与人体雕塑

毕达哥拉斯学派中有一种观点，认为人是一个“小宇宙”，是大宇宙（外部世界）的缩影，大宇宙与小宇宙具有同构性。“小宇宙”同“大宇宙”一样，都是数与和谐原则的统一，也因有特定的秩序与和谐而充满美。“古希腊人相信，人体应该是引为自豪之物，并应使它保持完美的状态。在艺术史中，裸体艺术是表达秩序的核心对象，是艺术的中心题材，它能激发出最伟大的作品，人体是我们自身，它能唤起与我们自身相关的一切愿望，而最首要的愿望就是使自身永存。”“希腊人竟把肉体的完美看做神明的特性”，“认为肉体自有肉体的尊严”。正是基于这样的科学认识和审美风尚，古希腊的艺术家们从人的生活出发，赋予人的肉体和精神以崇高的理想，把人提高到神的高度，创造出一个个和谐、庄严、静穆的美轮美奂的人体雕塑。

（三）“美是和谐与比例”的观点

古希腊学者充分认识到数学的重要性。毕达哥拉斯认为“数的原则是一切事物的原则”，他用自然科学兼美学家的眼光观察世界，提出“美是和谐与比例”、“整个天体就是一种和谐和一种数”的观点，和谐起于由差异的对立构成的平衡，即“和谐是杂多的统一，不协调因素的协调”。

根据数学原则，毕达哥拉斯明确指出人体美的标准：“各部分之间的对称——例如各指之间，指与手的筋骨之间，手与肘之间，总之，一切部分之间都要见出适当的比例，像在波里克勒特的‘法规’里所定的。”这种观点对古希腊的美学思想和视觉艺术影响很深。古希腊雕塑家伯利克里托斯在《法规》一书中，专门论述人体比例，认为人体的比例要依靠“数”的关系，实际上是对毕达哥拉斯“美是和谐与比例”的实践。

与毕达哥拉斯“美是和谐与比例”的观点相近的，还有欧几里德的关于比例美的理论。公元3世纪，古希腊人已经积累了许多几何学的知识，例如毕达哥拉斯定理、直线与圆弧形面积的计算、求面积与体积的公式、比例法、穷尽法等数学方法。欧几里德对这些零星的几何学知识进行归纳整理，撰写了13卷的《几何原本》，对后世数学和其他学科的发展产生了极为深远的影响。在《几何原本》中，首次提出并用平面几何的方法证明了在后来文艺复兴时期被奉为“黄金分割”比例的“中外比”命题。“中外比”对于形式美学、建筑美学、视觉艺术、音乐艺术的发展都产生过很大的影响。

（四）真、善、美统一的观点

亚里士多德指出：“……那些人认为数理诸学全不涉及美或善是错误的。因为数理于美与善说得好多，也为之作过不少实证；它们倘未直接提到这些，可是它们若曾为美善有关的定义或其影响所及的事情做过实证，这就不能说数理全没涉及美与善了。美的主要形式‘秩序、匀称与明确’，这些唯有数理诸学优于为之作证。又因为这些（例如秩序与明确）显然是许多事物的原因，数理诸学自然也必须研究到以美为因的这一类因果原理。”这里所揭示的是认识主体在对客体进行科学研究和审美把握时，存在着极其复杂的关系。客体迷人的美可以激发主体研究的兴趣，愈深入研究愈能发现客体潜在的本质美。因此，科学研究的过程，就是对客体不断审美的过程。整个自然界从形式到内容都充满着美，都符合美的原则。只要通过人类的审美实践和科学实践，才可能领略自然之美。

二、文艺复兴时期科学技术与视觉艺术的互动

文艺复兴开创了人类文化史上的黄金时代。以达·芬奇为代表的大师们，往往都是科学家兼艺术家。他们认为，艺术模仿自然，应置于自然科学的基础之上，即：一方面对自然本身要有科学的认识，艺术创作本身就是一种求知、求真的过程；一方面要把所认识的自然或所揭示的真理逼真地再现出来，则必须有自然科学的理论基础。因此，除了强调艺术家对自然事物进行精细的观察以外，还必须用科学的方法把他们表现出来。

（一）以揭示自然规律为目的的视觉艺术观

文艺复兴时期的艺术家认为绘画是一门真正的科学，认识自然是艺术与科学共同的目的。达·芬奇认为：“绘画科学研究物象的一切色彩，研究面所规定的物体的一切形状以及它们的远近，包括随距离之增加而导致的物体的模糊程度。这门科学是透视学（即视线科学）之母。”“科学的、真实的绘画原则首先规定什么是有影物体，什么是原生阴影，什么是派生阴影以及什么是亮光。也就是说，不须动手，单凭思维就足以理解明亮、阴暗、色彩、体量、形状、位置、远近和运动、静止等原则。这就是存在于构思者心中的绘画科学”。在达·芬奇看来，绘画创作是科学研究与实践的过程，是以科学的缜密思考探讨各种物质形态。

（二）科学认识提升视觉艺术求真求美的表现力

文艺复兴时期的艺术家在绘画实践中，不仅对自然事物进行科学观察，而且还特别强调用科学理论和技术手段把所认识的自然酷似毕肖地再现出来。为了忠实、逼真、精确地再现自然，他们把解剖、透视、明暗等知识应用于创作实践，使绘画艺术极尽逼真再现。

1.透视学

透视是数学在视觉艺术中的实际运用，视觉艺术形象之所以有“逼真的幻觉”，是在二维空间中表现出三维空间效果。达·芬奇从绘画角度对透视进行了全新研究，指出：“透视法无非是从一片光滑透明的玻璃后面观某一地点，在玻璃平面上可以描画下在它后面的一切物体。这些物体形成一个锥形射入眼帘，这些锥形被玻璃平面切割”，所揭示的就是“焦点透视法”。

2.黄金分割比例

达·芬奇认为“整体的每一部分必须与整体成比例”，并对人体各部位和器官间的比例关系做了极为详细的说明和分析。黄金分割比例是文艺复兴时期极力推崇的一种数学比例。

3.明暗法（光学）

明暗调子是写实绘画得以在二度空间显示物体立体感和凹凸感的绘画技法，而明暗本身则是一种光学现象。达·芬奇指出：“阴影是物体及其形状的表白。如果没有阴影，物体就不能将它的形状的品质传给知觉。阴影就是光亮的遮没”。达·芬奇的论述，绝不仅是一种绘画技法理论，而是对理论的科学探索。

4.色彩学

绘画要想取得酷肖的再现效果，除了必须遵循透视方法，还得忠实地再现客观世界的光线和色彩。逼真地再现大千世界的色彩自然也是西方写实绘画的一大追求，从光学的角度来看，光与色原本同源，达·芬奇曾对光现象和色彩作过详实精辟的分析。

5.解剖学

文艺复兴时期的艺术家们极力主张艺术和医学的发展都需要精确的解剖学知识，认为尸体解剖更有利于真实地表现生命体。达·芬奇不顾宗教教义和教会的禁令，亲手解剖30多具男女尸体，并绘制出许多张解剖图。达·芬奇绘制的人体解剖图，不但精确，具有科学性，而且优美动人，堪称真正的科学艺术作品。解剖学的成就使绘画、雕塑中的人体和动物形象更加逼真、精确、真实、生动。

6.暗箱原理的揭示

为追求酷似毕肖的绘画再现效果，文艺复兴时期的艺术家将一种被称作“暗箱”的光学器材作为绘画的辅助工具，达·芬奇就曾论及过暗箱的原理。此后，意大利数学家波尔塔在其《自然的魅力》中对此也有类似的描述。

三、摄影术是近代科学技术与写实艺术的完美结合

（一）近代光学与摄影科技的一体化发展

17世纪以后，科学家从现代光学的角度研究暗箱原理。德国天文学家开普勒于1604年撰文论及自己对暗箱的新探索和新发现，1611年又发表了关于镜片光学的论著《屈光学》，同时还制作了具有折叠功能、帐篷形式的描画器。1637年，笛卡尔也撰写同名著作《屈光学》，第一次对光的折射定律提出了理论上的推证，并对镜头的光学原理作了全面系统的分析说明，从而奠定了现代光学的基础。德国数学家萧特长期致力于暗箱研究，1657年发明了可调节焦点的暗箱。此间，还有一种“弯曲型暗箱”被发明出来，19世纪广泛流行的箱式照相机和弯曲式照相机的原型就是弯曲型暗箱，18世纪欧洲精英文化阶层人士大多掌握了暗箱操作技术。与光学、数学、绘画相关的文献、论文、杂志都会涉及到暗箱技术的介绍，人们不断地对它加以改造，使其结构更为合理、性能日臻完善。

（二）近代光化学与摄影科技的一体化发展

借助暗箱毕竟只能将景物投射到画布上，要获得影像还得靠手描摹。为了不必描摹就可获得图画，科学家和艺术家在光化学方面做了大量的理论研究和实践。德国学者、医师约翰·海因里希·舒尔茨用石灰粉和硝酸银盐的混合物做了感光实验。1777年，瑞典人威廉·席勒用被棱镜分解成不同色光的太阳光照射在涂有氯化银的纸上，发现感光力量最强的是青蓝色光部分（短波光谱），这就是首次进行的太阳光与氯化银关系的学术研究，是照相感光理论的创始。1800年前后，英国人托马斯·韦奇伍德和汉弗莱·戴维进行了将暗箱与光化学结合在一起以获得照片的实验，虽因未掌握定影技术而失败，但他们毕竟是最早试图将暗箱和感光材料结合起来的探索者。1813年，法国物理学家约瑟夫·尼塞福尔·涅普斯发明了“日光胶版术”（或称“日光绘画法”“日光刻蚀法”）照相法。被誉为世界上最早的摄影技术系统。18世纪30年代，法国画家兼舞美设计师路易·雅克·芒台·达盖尔发现碘化银具有感光性能，而且碘化银的潜像可在水银蒸汽下显出，发明了“达盖尔照相术”，因其用金属板涂银的方法，又称作“银版摄影法”。1839年8月，法国法兰西科学艺术学院授予达盖尔发明专利，正式确认达盖尔为现代银版摄影法的创始人。但由于种种原因，摄影技术一直沿着从“蛋白比例摄影”到“胶棉摄影”，再到“安布罗式”和“铁板式”摄影法，一路走来，使摄影技术日臻完美。

［1］［英］马丁·约翰逊.艺术与科学思维［M］.傅尚逵，刘子文，译．北京：工人出版社，1988：18.

［2］蔡元培.蔡元培美学文选［M］.北京：北京大学出版社，1983：3.

［3］亚里士多德.诗学［M］.北京：人民文学出版社，1962：11-12.

［4］［法］丹纳.艺术哲学［M］.傅雷，译.北京：人民文学出版社，1963.

［5］宗白华.美学与意境［M］.北京：人民出版社，1987：（154）.

［6］北京大学哲学系美学教研室.西方美学家论美和美感［M］.北京：商务印书馆，1980：13-14.

［7］列奥纳多·达芬奇.达芬奇论绘画［M］.北京：人民美术出版社，1979：15-16.