写意科学

在这个看上去像基因突变的超大卷心菜的钩针编织品前，严肃的数学家和狂热的编织爱好者们惊叹不已。它的作者，康奈尔大学数学系教授黛娜·泰米娜（Daina Taimina，注意，不是艺术家）不得不向周围吃惊的观众们耐心解释她的创作理念。

“双曲线几何学的模型一度让科学家们感到非常困扰，就连电脑都无法精确地对其进行编程绘图。”泰米娜说。事实上，这是件1997年的老作品。那年，她根据非欧几里德的双曲线几何学实物模型，手工编织出这个外形奇特的作品。

但在今年4月底，英国剑桥大学壶院艺术馆（Kettle’s Yard）举办的另类展览“无极：艺术对话科学”上，泰米娜的解释使这件旧作挑起了一场新的革命—

在以前的数学家们看来，用钩针编织这种浪漫的女性化的艺术手法来表现科学模型，完全是无稽之谈，在他们那顽固、刻板的头脑里，以及在固步自封的社会认知系统中，只有公式化的表达方式才能无限接近真理。但在壶院艺术馆，泰米娜的卷心菜和其他一些同类的艺术作品开辟了一个全新的空间，在那里，科学和艺术打破彼此常识壁垒，完成一场充满新鲜体验的对话。

泰米娜的卷心菜

这的确是一件令人赞叹的艺术品，同时也是一件精妙的科学模型。在双曲线几何学中，双曲面是和球面相对的，而且球面朝自身弯曲并且闭合。因此，这种学说并不像球面几何学那样易于被人们所理解，因为在我们的生活中几乎找不到天然的模型。

在过去的125年间，数学家们一直在努力制作双曲平面模型，都不太成功。1970年代，美国几何学者威廉·瑟斯顿将一系列的纸环粘在一起做出一个简易的模型，但这种方式不但费时，而且极易损坏。不过，这反倒让泰米娜倍受启发，她觉得可以从模型的材质上进行突破。

这个在手工艺发达的拉脱维亚长大的数学家精于针织，她开始在自己的实验室里干起了精巧的手艺活儿，“从针织技巧上来说并不难，只需要量化到计算出每一排需要织的针结数目。”最初，泰米娜尝试着用编织针去编织，后来才发现用钩针编织才是最完美的办法。果然，超大号卷心菜翻卷出来的一个个球面恰如其分地将双曲面几何学抽象的膨胀空间呈现出来。

这颗卷心菜的出炉几乎在一夜之间风靡整个数学界，不少研究双曲线几何学的专家教授纷纷联系泰米娜，请求她为自己也做一个。泰米娜开始用颜色鲜艳的毛线来钩织：大红色的、粉色的、绿色的模型色彩斑斓，显得非常时尚。

如今，泰米娜的钩针编织双曲线几何模型已经蔓延到了世界各地的数学学术机构，就连美国史密森氏学会的数学模型展览馆里都收藏了一个。不仅如此，最近，麻省理工大学也开始用泰米娜的手工模型去做人脑信息容量的相关科学研究，因为人的大脑内部也是非常典型的双曲空间。

除了科学界以外，艺术界也对泰米娜“频送秋波”，今年夏天，泰米娜还会带着自己的模型去伦敦的黑瓦德画廊参展，她认为，这就是手工艺术的魅力，也是艺术相对于科技的优越性。当然，也有不少守旧的数学家们坚持认为，这是一次充满女性气质的手工艺对于神圣的科学领地的入侵，说白了，这是一场对传统理性的宣战。

混搭

泰米娜的作品只是剑桥大学壶院艺术馆此次新展览的一部分，该展览将一直延续到6月底。馆长巴里·菲普斯本身不仅是一名艺术家，同时也对天文学非常感兴趣，常年在剑桥大学的天文学院进行研究。他试图通过一系列的展览向大家证明，在科学家的实验室、哲学家的书房以及艺术家的工作室之间，的确存在着共通点。“虽然表达方式不同，但是艺术和科学都是在用不同的方式对我们身边的世界进行实验和探索。”而在根本上，他更希望打破艺术的感性表达方式和实验室的经验主义之间的壁垒。

艺术馆内摆满了各色现代艺术作品和科学模型作品，两类作品被巧妙地混放在一起，以至于参展者很难去辨别哪些属于艺术作品，哪些是科学模型。

令菲普斯兴奋的是，科学家和艺术家确实开始并肩工作了。在他的大力推崇下，曾经和霍金一起证明了广义相对论的奇点的不可避免性的罗杰·彭罗斯，已经和年轻的英国雕刻家康拉德·肖克罗斯达成了合作协议。

一方面，康拉德懂得数学理论，他过去的作品就曾经涉足过科学领域，比如在伦敦科克大道上举办的艺术展览上，康拉德创造了涉及到物质本原以及时间概念的雕塑。

另一方面，彭罗斯爵士也不乏艺术细胞，他对于三柱块体的研究就充满了艺术的包容性，以至于这个看似不可能存在的三角形后来被科学界命名为“彭罗斯三柱块体”。

此外，由剑桥大学物理学教授菲尔·加斯克尔于1970年代制作的玻璃内部结构模型也被陈列在这次的新展览中。尽管菲尔教授仍然觉得把自己的科学模型放在一个艺术展览中是一件不可思议的事情。

对于科学家们来说，制作模型是个苦差事，但模型对科学研究而言又至关重要。本次展览中一组用图钉、儿童积木等进行制作的病毒立体结构模型证明了这一点。1982年，英国化学家亚伦·克卢格正是因为在研究中发现了病毒及其他粒子的立体结构而获得了当年的诺贝尔化学奖。

这组极富艺术感的病毒立体结构模型让参展的人们纷纷想起了由詹姆士·华生和弗朗西斯·克里克在卡文迪什实验室里构造出的著名的DNA双螺旋线模型。这组DNA双螺旋线模型的面世不仅是科学上的重大突破，在艺术领域也开辟了一片新天地，让人类发现了自己生命中的艺术之美。

除了艺术的表现形式能够为科学的发展所能够提供巨大帮助之外，人类每一次的科技进步也会给艺术带来重大变革。比如，透视学和几何学的发展影响了文艺复兴时期的绘画；机器生产颜料和光学的研究成果促成了印象派的发展；矿物和油料的提纯技术的发展影响了北欧明朗而极富层次的油画塑造风格。

在展厅中，参展的人很明显地发现不少当代艺术作品在形态上模拟了分子结构，或是在作品结构上遵循了一定的科学原理。伊娃·赫尔德的陶瓷雕刻作品“混体”虽然是伊娃遵循自己的灵感进行的创作，但是其螺旋线性的形态结构上却明显受到了DNA双螺旋线模型的影响。

而艺术家约翰·皮克林的艺术模型在展览中受到了一家建筑公司的青睐，后者将皮克林的艺术模型全部买下，希望运用其模型活灵活现地将建筑设计方案展现在客户面前。皮克林花了整整40年时间去探索如何将数学公式用物理的方法进行呈现，终于在这次展览中得到了认可。

当然，存在于艺术和科学之间的潜在联系也并不是一个新的现象。毕加索就曾在爱因斯坦的相对论中受益匪浅；乔治·布拉克正是从第四度空间中得到了灵感才创建了立体画派；莫奈能够对色彩娴熟运用，还是要归功于他曾是一个药剂师。

“画家们经常喜欢将各种颜料混合在一块儿，希望能够通过不同颜料之间精确的配比来创造出精确的色彩，这和科学家在实验室用各种试剂做实验是一个道理。”艺术和科学之间应该打破壁垒，取得更多的沟通合作，馆长菲普斯觉得“求同存异，术有专攻”正是目前所有艺术家们和科学家们需要持有的心态。