人类历史上第一张宇宙“黑洞”的照片为何既新奇又让人有点“失望”？分形、对称、等分的原则究竟是科学还是艺术？荷兰画家埃舍尔（M. C. Escher）的视错觉绘画如何创造了一个个“不可能的世界”？对于这些有趣的问题，高研院与教务处联合举办的第二场“科学与人文对话”活动给出了思考的方向。2019年5月17日周末的晚上，南京大学现代工学院的材料物理专业的卢明辉老师与艺术学院文化与媒介研究方向的陈静老师就“科学与艺术的表征”这一主题展开了对话。

对话首先从什么是表征以及科学与艺术表征的不同定义谈起。“表征”原是一个心理学名词，是指知识在个体心理的反映及存在方式，同时也有“表达”、“表现”、“表象”、“表述”等相近的意思，被广泛运用于语言学、人类学、文化研究等众多意指实践领域。在人文学科中一般使用“representation”这个词指代“表征”，具有“再现”、“再表达”、“描绘”的意涵；而在自然科学研究领域，表征则用“characterization”这个词，具有“界定”与“特征表达，归类”的意思。因此，仅从这两种不同的“表征”定义中，我们就可以发现科学与艺术在定义概念时的基本差别，即前者要求客观准确，不允许歧义，而后者追求主体的感受与表达，注重个体的差异性。

以此为基础，卢明辉老师进一步阐释了科学所具有的客观性、可验证性与系统性三大特征，而在陈静老师看来，科学研究所追求的终极目标恰恰可能是一个形而上的、哲学层面的东西，值得人文学科进行质疑，比如，是不是有绝对的客观？科学话语的背后是不是会有虚构性的东西等等？这些问题正是我们需要从人文社科的角度去不断反思科学作为一种知识生产方式中可能具有的一些“非科学”的部分。

本次对话的第一个话题是“科学的艺术表达”，两位老师引用了最近轰动科学界的“黑洞”照片的公布这个案例，他们的问题主要集中在：对于“黑洞”的表达是真实的吗？

卢老师认为，人类历史上首次打印出了“黑洞”的照片，这无论如何是一件具有历史意义的大事，这个图片虽然不那么“好看”，但它是真实的科学测量和严格的数据运算的结果。物理学家爱因斯坦很早就提出了广义相对论，科学家依据该理论推算出了“黑洞”的存在，但是，预测是一回事，能被证明和被看到又是另外一回事，科学实验最终验证出了广义相对论理论的正确性。

在陈静老师看来，这种对于人的视觉功能的强调正是现代性的特征。就这张照片而言，引起人们关注的恰恰是其画面本身，而不是背后的公式、理论和复杂的演算过程。而且，我们之所以对这张照片没有那么的“意外”，是因为我们此前就已经或多或少地对“黑洞”有了自己的想象，而这种想象是建立在一定的科学依据基础上的。在人文科学领域，“真”并不是唯一的价值，有时候合理的虚构会比真实更具有震撼力，因为它可以提供更多、更大的想象。我们对宇宙乃至于对未来的想象，正是反映于当下我们该做出怎么样的行动。因此，对科学的探索，其实是人类对于自身内在的探寻，而在这个意义上，差异性的表达比追求唯一的可能更有意思。

那么，科学与艺术之间有没有明确的边界呢？主持人张家伟同学提到，现在有很多科学研究过程的图片被展示出来，我们发现它们同时也是光彩绚丽的艺术作品，这是否意味着科学与艺术的边界逐渐模糊？

陈静老师认为，现在的确有很多微观艺术，比如拓扑学、分形学、生物艺术等，有很多作品确实很美，但它们通常都是“非常识性的美”，突破了人类肉眼可见的常识性的尺度，是一种另外的人造物。她介绍了艺术的特征，包括艺术一定是人造的、有精神投射的、有反射性的自我表达的。这种“科学艺术品”的出现也让我们审视人与这类对象的关系：究竟是我们主动发现了它们的美从而将其作为艺术作品来审视，还是它们的存在契合了我们原有的审美需求与审美经验？

卢老师也注意到了“科学艺术化”与“艺术科学化”的现象。他觉得，科学家们在科学研究中也想把科学表达得更“美”，这是一种“科学鉴赏力”或“科学品味”。但是不同于艺术对于色彩、线条、构图等美的追求，科学家们更重视数据够不够精确，理论够不够完善，过程是不是有条理，结论是不是有说服力，整个理论框架够不够简洁，逻辑严谨。因此，科学鉴赏力与艺术鉴赏力仍是两种不同的认知、理解表达方式。

虽然如此，这二者仍然是可相通的，陈静老师补充说，因为鉴赏力是对世界的认知和理解，这是随后进行的价值判断的前提和基础，而这个理解的过程是可以学习的，不应局限在某个学科或领域。相比较而言，科学更加理性，超然于人类之外，像“上帝”一样；而人文艺术更强调共情性和代入感，注重理解和体验。

对此，卢老师并不完全赞同，他并不认为科学家都想成为“上帝”，相反，科学家们关心的是整个人类共同体的利益，讲究奉献和进取精神，不断探索突破极限。而且科学家们不只为人类美好生活服务，也为艺术服务。他认为，科学与艺术的逻辑并不冲突，相反，很多真正的大科学家都尊重艺术，也需要艺术。真正的科学创新是发源于灵感、想象力和形象思维等非逻辑思维的，这些受到艺术创作很大的启发。比如爱因斯坦对于跟光速奔跑的想象，以及艺术中的对称性对于科学规范不变性的启发了广义相对论等等。由此，两位老师都认为，学科和专业是人类给自己套上的最大的桎梏，不但限制了思维的边界，也限制了我们对于人与世界、人与人、人与自身的关系的探索。

如果抛开二者的差异，今天的科学与艺术之间是否存在相互的影响呢？答案是肯定的。陈静老师列举了《纪念碑谷》这款手机游戏和莫比乌斯环的例子，前者是一款解谜游戏，设计了很多视觉错觉的内容和情节，后者则是德国数学家莫比乌斯在1858年的发现：把一根纸条扭转180°后，两头再粘接起来做成的纸带圈，使其具有了一个曲面连续不断的魔术般的性质。还有就是荷兰画家埃舍尔的《骑士图》，埃舍尔在创作这类画作时并没有受到相对论的影响，但是他的创作用有非常强的科学性，尤其是从结构和分形的角度去看。这反映出很多创作元素对人的影响并不是马上可见的，而是一个潜移默化的过程，人文艺术帮我们表达内心的丰富和多样，从而达到一个精神世界的拓展，这是一个有情怀的状态和感觉。之所以特别提到这幅图，还有一个原因就是，物理学家杨振宁教授早年的一本专著《基本粒子发现简史》的封面上用的就是这幅《骑士图》。

卢老师对此表示赞同，他认为科学和艺术是相辅相成的，很多杰出的科学家同时也有很好的艺术修养。关于埃舍尔的《骑士图》，最先吸引他的是图案中的对称性，因为基本粒子的衍生很大程度上就是来自于对称性或对称性破缺。埃舍尔和歌德尔都写过很多关于几何结构的小册子，展示过许多几何拓扑结构，这些知识在卢老师本人研究的结构功能材料中有很多应用。从这个角度来讲，艺术确实给科学研究以很大的启发，而科学研究的理论和创造也给艺术提供了很多的素材，例如宇宙宏观世界和纳米微观世界的展示给了艺术创作提供了很多的素材和想象空间。因此，正如钱学森先生所说的：科学家需要不断增加艺术修养，艺术家也需要不断积累科学素养。

在科学与艺术的尺度问题上，“人工智能的自主性”问题是近年讨论的热点，那么人工智能是否会产生出有如人类的意识呢？两位老师目前都给出了否定的答案。卢老师认为，科学的根本性突破不在于既有理论的修补完善和严密的逻辑演绎，而在于非逻辑性思维的突破，即复杂非线性衍生出新的理论和算法，以及新的思维方式的突破，这是目前人类所特有的。比如从经典力学到电磁学到量子力学再到相对论理论等每一次理论的突破，靠人工智能构建出新的理论体系是很难想象的。因此，目前的计算机技术，无论它如何改进提速，在目前的运算方式框架内不会出现从量变到质变的跨越，也就是不会出现颠覆性的突变，而人类思维却是具有这样突变的可能性的。陈静老师也认为，人工智能在认知方面可以做的非常好，但它无法产生意识，因为计算机不能解决意识的复杂性问题。意识的生物基础在于个体的无限多样性和复杂性，这是人工智能所无法模拟获得的。但是人工智能却可以丰富我们对于生命形态的认知，未来的生命体可能不完全是碳基生命，有没有可能是半人半机器的形态？或者其他一些我们未知的形态？

最后，本次对话又回到“表征的终极目的”的这个问题上，即科学的目的在于什么？艺术的目的又是要表达什么？卢老师认为，科学的目的是在于认识世界过程中不断地修正错误和逼近真理，科学作为一个认识和改造世界的手段，不断地探索未知和解决问题。但是解决问题的同时又可能会带来新的问题，而最终的目标是要走向哪里，这个问题科学家们难以依靠自己来回答。他列举的案例就是“伪需求”，比如钻石。人们对钻石的喜好是一个被精心构建的需求，其中有很多科学过程的参与，选矿提炼、机械切割、几何平面设计，但其实它的物质价值非常有限。这就意味着，科学总是在不断地解决我们遇到的各种问题，但无法回答人们最终需要的是什么。

陈静老师赞同卢老师的思考，并进一步指出我们生活的世界可能并不是一个像我们想象的那样一个简单的线性发展的“真善美”的状态，人文学科更多的时候是要打破这种真善美的神话，因为现实是残酷的，有太多的冲突和矛盾。关于“伪需求”的问题，陈老师认为，我们今天的消费社会很大程度上是各种商品及其背后的资本力量在剥削我们的需求欲望，我们与消费对象之间的关系是不自觉的。我们被引导并培养成各种消费产品的用户，随之而来的需求也是被创造出来的。对绝大多数用户而言，这种消费者的身份是不具有反抗力的，也无法成为变革的力量来源，因为他们被隔绝在技术屏障之外，这也是我们需要对科学技术进行反思的地方。

在提问互动环节，两位老师分别回到了同学关于“科学研究方法与人文艺术研究方法的融合与差异”、“科学是否只是一种理性展开的手段和工具”、“社会发展是技术驱动论还是需求驱动论 ”以及“科学研究与人文研究的关系”等方面的问题。

（供稿 高研院 陈勇）