《在美术馆遇见爱因斯坦:艺术与科学的20次碰撞》
【英】伊恩·布拉奇福德;【英】蒂莉·布莱思

▷序言:shimo.im/docs/913JMgQb7xiZeaAE

纵观历史,艺术家和科学家一样,都被好奇心和探索内心与外部世界的渴望所驱动。他们一直想要理解他们的周遭所见和内心所感,为此,他们会观察、记录和改造。有时他们会密切合作,从彼此的实践中汲取灵感。他们从不同的视角,带着不同的目标,通过不同的方式来想象世界、与世界互动——这些视角或许是互补的,但由于彼此受到不同的主客观因素影响,又充满了冲突甚至是分歧。
本书思考了从18世纪中叶到21世纪初的两个半世纪里,这种关系是如何演化和自我表达的。本书探究了科学和技术的独创性如何被融入艺术表达之中,以及创造性的实践如何反过来又刺激了科学和技术的创新。当艺术家借鉴科学时,他们都做了哪些事情?他们是局限于隐喻和类比,和科学仅有着松散的联系,还是也能为科学家提供可研究的想法和主题?科学家是否会接受这些建议?是否能有效地利用艺术手法来帮助自己理解世界?这两个学科之间的合作可能有时略显隐晦,但也可能是强有力的。

——「序言」

【矛盾代时 1940年至今】

第二次世界大战期间和战后,新的成像技术和计算机建模技术发展了起来,这使得观察者又关注起了理解数据的技能。战后的繁荣、技术在民用方面的新希望,以及科学技术在未来所扮演角色的不确定性交织在一起,令人不安。艺术的想象力和科学的想象力在同一种创造性文化中相聚,但有时它们的语言似乎比以往任何时候都更加不一致。这是一个恐惧和反乌托邦的时代,也是一个充满雄心和希望的时代。

「第二十章 想象宇宙|未知边缘的观念艺术」

当1919年的日食证实了我的直觉时,我丝毫没有感到惊讶。事实上,如果结果不是这样,我一定会大吃一惊。想象力比知识更重要。因为知识是有限的,而想象力包容世界上的一切,推动着社会进步,并且是进化的源泉。严格来说,想象力是科学研究中的实在因素。

——阿尔伯特·爱因斯坦,1931年

爱因斯坦的广义相对论于1915年首次提出,至今仍是当代最重要的科学理论之一。许多物理学家认为,它不仅极其深刻(它提出了关于引力和时空的新观点),而且非常有美感。像所有科学观念一样,这一理论最初也是通过观察来验证的:在这个例子中,是通过天文观测,观察到了太阳对星光路径的弯曲现象,而这正是广义相对论所预言的。但这一理论并非源于实证经验,而是源于爱因斯坦的创造性思维。这是一个典型的例子,说明科学和艺术一样,需要想象力才能向前发展。
艺术常常被用来将科学形象化,并为我们如何思考那些似乎抽象而奇异的想法提供了建议。艺术家也可以从科学思想中汲取灵感,而不必过于担心他们的表达是否“准确”,更不用将“解释”科学视为己任。但偶尔,艺术似乎也能帮助科学进行思考,例如迫使科学家从一个新的角度看待自己的研究。与艺术家合作过的科学家有时也会这样说,承认艺术体验使他们能够以新的方式来解读自己的研究。也许,特别是在那些超出我们常规认知和可视化范畴的领域,科学更加需要新颖的、充满想象力的视野。

关注

广义相对论在宇宙尺度上也作出了预测。当爱因斯坦用它来计算整个宇宙的形状时,他惊愕地发现答案不是静态的:结果表明,宇宙一定在膨胀。这与当时的主流观点相悖,于是爱因斯坦在方程式中添加了一个任意额外项,以恢复静态不变的状态。
然而,亚历山大·弗里德曼(Alexander Friedmann)和乔治·勒梅特(Georges Lemaître)等其他理论家支持宇宙膨胀的观点——20世纪20年代的天文观测证明了爱因斯坦最初的结论。美国天文学家埃德温·哈勃(Edwin Hubble)使用当时最大的望远镜——加利福尼亚威尔逊山上100英寸(约2.54米)口径的胡克望远镜——对夜空进行了观测。哈勃和他的同事研究了来自遥远星系的辐射,结果表明,星系离我们越远,它们飞离我们的速度就越快。随着星系的远离,它们的运动通过多普勒效应“拉伸”了光的波长(这与接近或远离警笛时,其音调发生变化是相同的原理)。这就是所谓的“红移”,因为可见光会向光谱中的长波端,也就是红端移动。

1919年5月在巴西索布拉尔拍摄的日全食照片,为爱因斯坦的广义相对论提供了支撑。(如图)

在牛津大学的第二场讲座中,爱因斯坦提到了他最初引入的这个概念,也就是我们如今所称的宇宙学常数——他在其他地方称之为他“最大的失误”——并确认哈勃的观测结果已经使这一修正变得没有必要了。
宇宙正在膨胀,这一发现意味着宇宙曾经一定小得多——事实上,从理论上讲,我们可以遵循方程式一直追溯到一个无限小的点,称为奇点。因此,宇宙学家得出结论,宇宙——所有的空间、时间和物质——起源于一次爆炸,被称为(最初是带有贬义的)大爆炸。
但是,爱因斯坦的宇宙学常数并没有消失。20世纪末,天文学家发现宇宙不仅在膨胀,而且越来越快:宇宙正在加速膨胀。解释这种运动的一个方法是引入暗能量的概念。暗能量是一种假设的能量形式,分布在空间中,可以抵消引力的拉力。表达暗能量影响的一种方法就是引入宇宙学常数。

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