備註：本文最原為ppt講稿，為「讓愛了不起」基金會於2023年8月在北京宋莊美術館舉辦的公益活動而作。作者整理成文字後成本稿。作者：季茂業2001年在美國獲得分子生物學博士學位。後從事科學機構行政管理工作。

科學和藝術是⼈類最古⽼的兩個活動。獵守肯定是更古⽼，但⼈類的藝術活動⽐獵守不會晚多久。甚⾄兩者可能是相聚⽽致。即⼀旦早期⼈群成功獵守，在享受到⼀頓烤⾁之後部落中某個頗有藝術天分的就興致勃發，留下了⼈類有記錄的最早的⼀幅野⽜作品。2021年印度尼西亞某個⼭洞內發現的作品⽐南法⼭洞⾥同個題材的作品早了7000多年！可見⼈類早期的獵守活動是很普遍的，動物蛋⽩也是主要的⾷物來源。

夜深之後，⾁飽⾷⾜之余，夜空如洗，星河燦爛，明⽉⾼懸。早期的⼈類肯定會對群星璀璨的悠悠夜空發出古⽼的疑問，我們從哪⾥來？又到哪⾥去？科學的萌芽於是發芽了。本⽂並⾮藝術科學史⽂，本⼈也⾮史家。以上的場景⽆⾮點出科學和藝術屬於⼈類最古⽼，最富創造性的活動這⼀事實。本⽂的宗旨是帶領讀者進⼊當代⽣命科學所揭⽰的美妙微觀世界，並嘗試⽤美學的⽬光來予以鑒賞。與此同時也將嘗試探索科學和藝術在近代⼈類精神活動層⾯的某些或深或淺的互動關系。然⽽在跳進近代前，就科學和藝術的交纏關系有必要在古希臘⽂明這個輝煌的節點作短暫停留。
 

01

古希臘

古希臘⼈的⽂明恍惹直接神啟！他們對美的認知是那麽地直接又深遂！古希臘⼈認為神是強⼤⽽又美的。由此衍⽣出美是具有神性的這⼀簡單明了的概念！越美的⼈離神的原型越接近！這⼀對美與神關系的抽象認知使他們和其他⽂明遠遠地拉開了距離。

從追求美的技術層⾯，古希臘⽂明又抽象出數學美，特別是⽐例的美是蘊涵確保美的密碼。⽽且他們認識到⽐例所“確保”的美是系統，全⾯的。以著名的阿波羅神像為例：神像的⼿指節長同⼿指的長度⽐，⼿指長同⼿掌長度⽐，⼿掌長度同⼿臂長⽐，⼿臂長同⾝長⽐均保持較恒定的⽐例。同樣的是，頭部器官的尺⼨，間距，神像所有可測的尺⼨其⽐例都趨向恒定。這⼀數理⽐例原則除了神象，被運⽤到更⼴泛的建築設計中。雅典神殿到處體現了嚴格的⽐例美。這些⼴泛的實踐完美體現了抽象數理（科學）美和視覺美的統⼀。更昭⽰了美和科學的⼀體兩⾯不可分割性。這是⼈類⽂明早期科學和藝術交纏互撐的經典範例。

02

文藝復興

離開令⼈神往的古希臘，穿過中世紀厚厚的迷霧，我們的⽬光留戀著⽂藝復興的燦爛和恢弘，⼤師雲集的輝煌時代。科學和藝術在這⾥繽發出令⼈⽬炫的成就，⼈的創造⼒在科學，理性，追尋古希臘古羅馬源頭的互動下，在此又達到了新的⾼度，締造了新的輝煌！說到⽂藝復興，科學和藝術，在此如不向達芬奇頂禮膜拜則是完全不可原諒的！達芬奇本⼈就是⼈類有史以來最完美的科學家和藝術家為⼀⼈之⼤家！他的科學發明帶著藝術的仙⽓！⽽他的科學草稿，素描，等藝術美感斐然，藝術價值雖歷800年後觀之仍撲⾯⽽來。他的《蒙娜莉薩》，《最後的晚餐》⾃畫像等是⼈類⽂明史中經典上乘之作。然⽽本⽂篇幅有限，必須把我們的⾝⼼拉到近代。

03

近代

近代印象派的興起，⽽達致全球⼤眾的追捧和親睞的⽬光絕對是藝術史上空前的成就。然⽽這⼀畫派的興起和成功，背後的科學技術也是功不可沒。啟蒙運動之後，社會各屆思維⽇益活躍，過往宗教，神學對⼈精神上的束縛逐⼀松綁。這⼀趨勢表現在藝術活動中是對以往作品題材限於傳奇神話，神聖君王，達官顯貴，⾼堂明殿等⼈物場景的描繪開拓到普通⼈間⽣活的⽅⽅⾯⾯，點點滴滴。其中⽶勒的《擡穗者》把觀眾的視覺帶進了晨曦薄照的冬⽇農⽥，⾟勤勞作，⼏乎彎成90度的軀體，同⼤地同⼀⾊系的深褐⾊農民的⾐衫，若隱若現的焦⿊的臉⾊。作品同樣充徹籠罩著宏⼤的神聖性，勞動者的體⾯和尊嚴奪⾯⽽來。

由莫奈,雷諾阿(Renoir)，西斯雷(Sisley)為代表的早期印象派先鋒者決絕地離開經典學院派的畫風和題材，創造性地把⾃然野外當成他們的畫室（En Plain Air）。在⽩雲藍天間，陽光下，樹蔭⾥，溪澗草叢中放開⾃⼰的感官，盡情，快速捕捉稍縱即逝的天光雲影，陽光⽔流，蔭影斑駁，春夏秋冬，雲⾬雪霽光影效果，甚⾄於捕捉⾊彩反射到周邊環境物體的效果於畫布。嘗試著不同筆觸，畫法，甚⾄點陣所呈現的畫⾯效果。這些新穎前衛的藝術探索實驗離不開當時科學的蓬勃發展。光學物理理論此時也已成熟。補⾊原理,光的多波段組成原理等成為常識。⽽此時，化學⼯業已能夠開發出隨⾝攜帶的⾊管供野外寫⽣現場調⾊。可以說科學技術支撐了印象派的興起和繁榮。

科學技術的⾓⾊如果在印象派的誕⽣中並不明顯，那麽在後續的藝術活動中科學的⾝影則更為明顯吃重了。上世紀初，光學顯微鏡分辨率⽇益強⼤。科學家借助於犀利的復合鏡頭，第⼀次把⽬光投進了多姿多彩的微觀世界，從此⼀個全新的世界開始慢慢呈現在⼈們眼前，其對藝術活動產⽣的深遠影響，⾄今未停。我所知道第⼀個把微觀世界中的景象，特別是當時⽣物學進展所產⽣的新概念主動納⼊藝術創造⽽形成全新畫風流派的是維也納新藝術派（Art Nouveau）的古斯塔夫.克⾥姆特（Gustav Klimt）。

在其代表作之⼀《黃⾦⼥⼈》（Women in Gold）,作者克⾥姆特以耀眼的⾦⾊為主⾊基調，以超出⽐例的修長篇幅完成了這幅視覺上極為華麗，內容上表現⼥主⼈公阿黛爾(Adele)美麗，纖細，柔美又富有⽣殖活⼒（Fertility）或豐殖⼒的作品。⼥性的美麗是個直觀的表現，但是如何來表現Fertility? 過往的作品通常是⽤⼥性豐滿的胴體，⽩膩的肌膚，乳臀的突出這些第⼆性征來表現。但《黃⾦⼥⼈》全畫為華麗璀璨的⾐袍，作者這⾥巧妙地⽤各種⽣物學，特別是細胞的元素來表現⼥主⼈的豐殖⼒和⽆與倫⽐的美麗。阿黛爾華美的長袍點綴著圖形元素實際上是細胞。橢圓形細胞是⼥性⽣殖細胞，即卵⼦。⽽⽅形或三⾓形的是男性的⽣殖細胞。據藝術史家Emily Braun記錄，克⾥姆特閱讀包括達爾⽂在內的很多科學⽂獻。他對⽣物學，尤其是對細胞的結構著迷。同時也結交科學家朋友，因此對實驗室顯微鏡下的細胞微觀世界應該是常以觀之。這種跨界的見識和閱歷奠定他獨創新派的基礎。

繼克⾥姆特後，另⼀位西班⽛科學家，當代神經科學的奠基⼈，卡哈(Santiago Cajal)⾮常值得⼀提。卡哈是少見的科學藝術家,或藝術科學家。有句描述卡哈職業之路的高度概括英文謂:”(He) entered the Castle of Science through the Door of Art”,  即”由藝術之門進入科學的殿堂”。卡哈以⼀⼈之⼒兢兢業業把他從顯微鏡下觀察到的各種神經細胞，和神經⽹絡以⾮常精準寫實的⼿法⼀⼀描繪出來，呈現在世⼈⾯前。拋開這些神經⽹絡系統極其復雜，又令⼈好奇的特性不說，卡哈每幅⽹絡素描作品所傳遞出仿佛另⼀世界的景象和結構⾜以令觀眾好奇，遐想連翩，產⽣⼀探究竟的沖動。從這⾓度來說這些科學的記錄數據本⾝就具藝術價值。甚⾄帶有現代藝術同觀眾挑戰互動，provocative的特質。卡哈於1906年以他開創性的神經⽣物學⼯作獲諾貝爾⽣理醫藥獎。

上世紀初，以弗洛伊德（Sigmund Freud）為代表的⼼理分析學派把我們的觸⾓深⼊到了⼼理和想象世界的深處。弗⽒夢的解析⼀時⼤躁。因此這⼀光怪陸離的意象世界毫⽆懸念地感染到了藝術世界！偉⼤的西班⽛奇才達利（Salvador Dalí）榮耀出場了。弗洛伊德和達利只見過⼀⾯，在1938年7⽉於弗⽒倫敦寓所。弗洛伊德⼀周前剛從納粹鐵蹄下的維也納驚魂甫定逃難到倫敦。達利此時僅34歲，但作為超現實主義畫派（Surrealism）的主將已名滿天下。筆者⽆法武斷弗洛伊德的夢境分析如何影響到達利及其他超現實主義作品的出現和興旺，但是觀摩作品我的直覺是內在⼀定有某種聯系。達利之後，很多藝術家開始探索⽤視覺，⼤腦認知錯覺來創作作品。這些作品所呈現的效果⾮常引⼈思索。

04

當代科學

當代科學的進展除了影響視覺藝術，還進⼊了建築設計和雕塑藝術。在此我舉⼏個例⼦同讀者⼀起欣賞。DNA雙螺旋是為⼤眾⼴泛接受的科學符號。雙螺旋所呈現出的美洗練，又⼀⽬了然。歐洲建築設計師以雙螺旋為母版，在德國海德堡市郊外設計建造了⼀個現代化的建築：歐洲分⼦⽣物學實驗室及會議培訓中⼼(European Molecular Biology Laboratory, EMBL)。⾛進EMBL雙螺旋建築，但見圓型建築由兩條螺旋外環，即A，B鏈盤旋上升。各辦公室散落在外環A,B兩鏈。圓型建築中⼼內空。但由四根“堿基”⾛廊交錯連接外環A,B兩鏈實現A,B間的互通。整個建築構思巧妙，融科學細節於建築中形成極為有趣，世上獨壹⽆⼆的內在建築結構。

筆者很榮幸在2016年間在建築的室內設計和裝潢中有機會嘗試把⽣命科學，特別是分⼦結構層⾯的美變現出來。2006年時，蘇州有關當局建造了⼀些建築，原來的⽬的是作展廳⽤。我的最初建議是取細胞的形狀設計⼀個細胞樣的建築。最後完成時是⼀個三球復合建築。空中鳥瞰的效果是⼀個神經元的簡化。直到2016我接⼿兩個球。根據細胞結構原理，我把其中⼀個圓按細胞來看待。圓⼼為細胞核。湊巧圓⼼的建築結構為兩梯。於是我把梯臺階設計成DNA堿基配對。創意在於⽤什麽DNA序列來塞滿臺階。經過仔細思考，我選了兩段有趣又有意義的序列。⼀段為1971年由美籍華裔科學家吳瑞測出的第⼀段12個核甘酸的序列。這也是⼈類測出的第⼀段序列。第⼆個梯的序列來⾃英國科學家桑格完成的第⼀個完整⽣物病毒序列。分別代表基因測序科學探索的兩個⼤步。兩個梯也分別命名為吳瑞梯和桑格梯。原性的外環為⼋個實驗室，分別以細胞器⽐如，葉綠體，線粒體，囊泡等來命名。並且設計了基因測序的墻紙。另⼀個圓球中間有六根⽔泥柱。於是我借⽤跨細胞膜的多柱蛋⽩受體（GPCR）的概念設計了蛋⽩柱廳。柱上以不同蛋⽩⼆級結構的標⽰⽅式來裝飾。⽐如alpha螺旋，蛋⽩beta條單等。整個設計的⽬的是從分利⽤場地的現有條件來展⽰⽣命科學在分⼦層⾯的，不易為⼤眾所熟知的美。從⽽激發起⼈們對科學的好奇，和對⽣命美妙的珍惜和欣賞。

說罷建築，讓我們把⽬光再投向雕塑。美國冷泉港實驗室校園內名為”多肽合成華爾茲”的現代鋼結構雕塑群，⽤藝術寫實⼿法展⽰了蛋⽩質多肽鏈由核糖體沿著mRNA鏈滑動閱讀“三聯⼦”（Triplet）所組成的密碼⼦（Codon），從⽽合成蛋⽩質的動態過程。其實這過程本⾝就很復雜，又精妙。是細胞內分⼦機器有條不紊，精密配合完成某項在分⼦⽔平上，具有重要功能的⽣命活動⼀個經典案例。作品中處於不同狀態的核糖體跳躍於蜿蜒流暢的mRNA在線，如翩翩舞者，在郁郁蔥蔥，充滿綠意的空中勾劃著美麗的舞姿和曲線。觀之，賞之，品之不僅贊嘆⽣命在微觀世界⾥所呈現的不可⾔喻的美妙！令⼈嘆為觀⽌，更加珍惜⽣命！

其實⾃從卡哈之後，過去的⼏⼗年⾥，⼈類在微觀世界⾥的探索取得了突飛猛進式的進展。⽆論是神經科學系統即神經元的解析和⽆窮連接的展⽰，還是各種細胞內各蛋⽩分⼦的動態活動展⽰，⽣物成像，細胞成像，神經⽹絡成像等等也已成為成熟的領域。現在每天世界各地的實驗室⾥會產⽣出海量的圖像，很多具有不可名狀，天外世界般的景象和異域風情的美。近⼏年，除了經典的⽣物成像技術，⽐如超⾼分辨率顯微成像，X光衍射，冷凍電鏡，現在⼈⼯智慧，AI也加⼊了揭⽰分⼦結構，如蛋⽩結構預測的⼯作。⽽且速度和準確率驚⼈！短短⼀年時間，數百萬蛋⽩結構已被預測出，可以供各國科學家查閱研究。

由於這些海量的圖⽚的出現，藝術界對其的消化和吸收也在悄悄進⾏中。本⽂在此列舉數例供讀者觀賞。⾄於這些當代的科學進展和動態如何對現代和後現代的藝術產⽣作⽤我們只能拭⽬以待。但是我相信，這些進行時態科學所揭示的無與倫比的生命內在美，同當代藝術思潮間的互動代表著當代人類文明的某種高度和動態進程。兩股澎湃洪流交匯所產生的鮮活浪花肯定會繽發出前所未見，引入遐想的偉大作品。

本⽂⼤多論述羅列了科學對藝術的影響。但是縱觀⼈類⽂明史的發展，科學和藝術始終是相輔相成，互動互進的。如果說科學是對世界單刀直入式的抽絲剝繭，去無限解構從而理解，還原世界的話，藝術對世界的接觸方式則是直覺的，感性的，用心去體會的，去感受的，是投入情感去愛去恨去融為壹體的，藝術甚至對世界不求甚解，反而用朦朧，用模糊，用誇張，用簡化抽象，用情緒等濾鏡來「處理」世界。科學和藝術認識世界的方法不同，但是通過兩者認知棱鏡所折射的世界卻更為完整，也更完美，更令人怦然心動，從而心悅折服。⼩提琴到底給愛因斯坦多少遐想，如何幫他在困難時完成與光同跑的思想實驗？這恐怕連愛因斯坦也沒法完全⾔明。但是沒有了⼩提琴⾳樂的滋潤，相對論可能是另⼀番景象。藝術如何促進科學，給予科學以靈感和想象的翅膀，這是很難量化的事。但絕對存在。筆者孤陋寡聞，在此拋磚引⽟，望知者不吝賜教分享。

最後，筆者引⽤雙螺旋發現者之⼀，諾獎得主詹姆斯沃森⼀段有趣又尷尬往事來結束本⽂。沃森在和克⾥克發現雙螺旋後不久，有次他們所在的劍橋⼤學某個學院邀請沃森去做個學術報告。當時的雙螺旋模型沒有任何實驗資料來左證和⽀持。因此在論證到這個模型是否準確時，25歲的沃森只能喃喃⾃語：“瞧，這個模型那麽美，這肯定是對的”。

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