在信息时代，“科学”与“艺术”是不可分割的。他们既互相独立，又内在关联。

  一、诞生之始

2018年10月19日，小雨。一早起床，得知今天有一个大师级教授来学校做讲座，仔细一看消息，原来是深圳大学的田少煦教授，曾经听闻田少煦教授是国家“万人计划”领军人才，著名的设计学教授，在数字媒体与视觉文化研究领域有杰出的贡献。

当我看到讲座的大纲后，其中的“科学与艺术“引起了我的兴趣，作为一个理工科出身的设计师，一直在尝试着探寻”科学与艺术之间难分难解的情思”，说走就走，我简单洗漱后出门吃了个早餐，连忙赶往讲座现场，经过田教授两个小时精彩生动的讲座后我受益匪浅、意犹未尽，田教授独到的观点给我带来了很多新的思维视角，借此机会我将讲座重点梳理出来分享给大家。

  二、智慧——东方与西方

1. 太极图与阴阳和谐的哲学思想

中国人和西方人生活在地球的东、西两个半球，在人种、自认地理、社会文化等方面都存在着明显的差异。由于不同的哲学观和自然观，形成了差别较大的中、西文化。

以中国为代表的东方人，擅长圆道的、整体的、辩证的思维方式。它重综合、归纳和感性的直觉与顿悟，强调有机的辩证统一和事物的普遍联系，主张矛盾和谐。

反映在自然观上，讲究整体性、连续性、无形性、功能性、化生性；物我不分，天人合一。试图寻找一种包容一切的、有机联系的复杂物质。它是在先秦道家、儒家思想和气论的自然观基础上发展而来的。

提到道家，必然会联系到 先秦著名的“阴阳五行”学说。“阴阳五行”学说，是中国古代朴素的唯物论和自发的辩证思想，它认为世界是物质的，物质是在阴阳二气作用的推动下孽生、发展和变化的；并认为水、木、金、火、土五中最基本的物质是构成世界不可缺少的元素。

图1. 五行相生相克表

这五种物质相生相克，相互制约，处于不断地运动变化之中。这种学说对后来古代唯物主义哲学有着深远的影响。

古代的天文学、气象学、化学、算学、音乐和医学，都是在阴阳五行学说的基础上发展起来的。

图2. 太极图

太极图是以两条黑白鱼形纹组成的圆形图案，俗称阴阳鱼。“太极”是中国古代的哲学术语，意为派生万物的本源。太极图形象化地表达了阴阳二级轮转和“相辅相成”的哲理。

太极图由大到小的互变过程，呈现出“物极必反”的状态，展现了一种互相转化、相对统一的形式美与和谐美，他的阴阳和谐、平衡，与儒家提倡的“中庸”理论相吻合。

太极图形以后又发展为中国民族图案所特有的美的结构。

2. 中国人的民间智慧

田少煦教授在介绍完东西方的哲学思想差异后，举了规尺、翻天刨、姜太公钓鱼剪纸等富有中国特色的例子来讲述中国的民间智慧。

例一：规尺

图3. 木桶、瓦子示意图

我们在制作木桶的时候，我们应该怎么计算每一块“瓦子”的大小？（瓦子指组成木桶的形似瓦片的木板）

因为每一个瓦子的板材大小不一，我们无法预知制作木桶需要多少片“瓦子”，每块“瓦子’的宽窄和弧长我们也不可知，作为一个连数学家都无法用公式算出来的难题，我们中国的民间木匠虽然不识几个字，他们是怎样解决的呢？

请看下图：

图4. 规尺原理

图5. 规尺使用示意图

“规尺”原理分析：

1.“规尺”上每隔0.5寸钻有一个眼，是为了匹配桶直径而设置的圆形半径的轴心

2.“规尺”以轴心为基点作大小张开，以迎合宽窄不等的“瓦子”，测量并刨制出“瓦子”的夹角。

民间木匠在这里采用了“动态测量”的方法，解决了高等数学都无法完成的看似简单、实为复杂的巧妙计算,体现了中国木匠绝妙的思维和高超的智慧！

例二：翻天刨

图6. 翻天刨示意图

例三：《姜太公钓鱼》剪纸_陕西_张林召

图7. 《姜太公钓鱼》剪纸_陕西_张林召

图8.《姜太公钓鱼》表情解析

用静态艺术形式来表现动态感是一个难题，在二维空间的平面上表现某一物象的时间与运动过程就更难，民间的艺术家们找到了另辟蹊径的表现方法,以上图《姜太公钓鱼》剪纸为例，这个剪纸用一个平面图形表达了三种不同时间的人物状态：“姜太公钓鱼时聚精会神的神态”、“钓到鱼后喜悦的神态”、“鱼上钩后哈哈大笑的神态”。

3. 观察世界的眼光VS表达世界的观念

田教授邀请了一男一女两个观者上台画一下自己心中的图像，画画的题目为下：

1.在一个放桌上有一个碗，碗里装有一个苹果和一个梨

2.在一个地平线上耸立着三栋房子，一栋是1层楼的，一栋是2层楼的，一栋是3层楼的。

图9. 田教授讲解瞬间

图10. 白板

图中的白板上的图案，从左到右分别是一个男生画的、田教授画的、一个女生画的。经过这个互动环节我们可以看出来，我们每个人观察世界的眼光和表达世界的方法各不相同。

接着，田教授以原始岩画《马拉车》举例，古人看待事物的眼光和表达方法也是有它自己的一套原始逻辑的。

图11. 《马拉车》原始岩画

比如说：图中的小人为什么是横着而不是竖着呢？在古人看来：“人如果竖着，要么与轮子重叠，要么站不到轮子上，那么他不就应该横在中间吗？”

这就是古人认为的逻辑和表达世界的观念。

4. 中西绘画的差异

中国人绘画的观察方法与西方不同，采用的是移步观景的“散点透视”，讲究“外师造化、中得心源”，求神似而不求形似，追求「表现自然」，而不是西方的「再现自然」。

中国人绘画从不画僵死的东西，注重“气韵生动”。中国山水画用它表现“咫尺千里”的辽阔境界。画家可以创作数十米的长卷，其中加入了时间的维度。这是西方人的“焦点透视法”无法表达的。

图12. 《七豹大扁壶》西汉.湖北省荆州市博物馆

图中的图案是湖北省荆州市博物馆的“七豹大扁壶”，西汉时期的文物。古人描绘的是一只生着翅膀的豹，侧面张开的大口被旋转了九十度，和正面圆瞪的双目结合在一起，极其生动地表现了瞬间的猛烈动作。

我们再来看一下20世纪初,毕加索的作品：

图13.毕加索摘选作品

他同样采用了”将不同角度看到的个体重组到一个平面“的艺术手法，它与中国古代艺术作品中的“非理性”、“重直觉”、“气韵生动”、“外师造化、中得心源”的特点有异曲同工之妙。

“外师造化、中得心源”是指，在艺术创作时要以客观。自然的美作为源泉，但是这种“自然美”在成为“艺术美”的时候，需要通过作者的主观情思进行熔铸与再造，作品反映的的客观现实必然带有画家的主观情思烙印。

5. 思考

在我看来，从思维方式上，东方主要继承儒家和道家，重辩证和整体思维。

东方人觉得世界是完整的、和谐的，看问题往往从大处、宏观着眼，是一种整体性、综合性的思维；西方继承古希腊哲学形而上学传统，重逻辑分析。西方人觉得世界世界是支离破碎的，看问题多从小处、微观着眼，由小到大，由近而远，是零件式、分解型的思维。

以太极图为例，「太极」是什么意思呢？中国古人给它的定义是“其大无外，其小无内”，意为”大到最后没有更大的，小到最后没有更小的，大和小都没有边际，大就是小，小就是大”。这种思维方式在西方人看来是无法理解的，他们认为大就是大、小就是小，对就是对、错就是错。正因为这种思维方式的差异，导致中西方的价值观、行为方式、认知模式和艺术作品有着显著的差异。

1.东方智慧有着“动态平衡”、“合一”、“整体”、“感性”、“意境”的特点；

2.西方智慧有着“静态平衡”、“分离”、“个体”、“理性”、“精准”的特点；

两种智慧各有特色，相辅相成，互相转化，它们如太极一样不可分割，这恰恰阐述了我们要坚持辩证的否定观，要对一切事物采取有分析、有选择、有批判的借鉴和吸收的态度，取其精华、去其糟粕，中学为体、西学为用。

艺术与设计也是如此。

三、文化——科学与艺术

1.科学与艺术同源，它们是不断丰富的一对范畴

科学与艺术都起源于人类的原始文明，它们具有相同的渊源 。

图14. 原始石器、石刀

如图中原始人用的石器所示：当人类的第一件“工具”出现的那一刻起，它就拥有了“工具性”和“艺术性”。科学与艺术看似相差很大，但却是一对古老而又常新的范畴。

科学研究多用左脑，以逻辑（抽象）思维和生产实践、科学实验为主；而艺术创作多用右脑，以形象（直感）思维和艺术活动、社会实践为主。

2. 达芬奇的科学与艺术

图15. 达芬奇自画像

图16. 达芬奇人体手稿

图17. 达芬奇机器设计手稿

列昂纳多· 达· 芬奇，是意大利文艺复兴三杰之一，也是整个欧洲文艺复兴时期最完美的代表。他是一位思想深邃，学识渊博，多才多艺的画家、预言家、雕塑家、发明家、哲学家、音乐家、医学家、生物学家、地理学家、建筑工程师和军事工程师。

他是一位天才，他一面热心于艺术创作和理论研究， 研究如何用线条与立体造型去表现形体的各种问题，另一方面他也同时研究自然科学，为了真实感人的艺术形象， 他广泛地研究与绘画有关的光学、 数学、 地质学、 生物学等多种学科。他的艺术实践和科学探索精神对后世产生了重大而深远的影响，他是人类智慧的象征。

达芬奇在医学方面也有着突出贡献，被认为是近代生物解剖鼻祖；在工程方面，达芬奇对城市规划，建筑，水利设计也有着很大成就；在机械方面，达芬奇对于军事机械（簧轮枪、子母弹、三管大炮、浮动雪鞋、潜水服及潜水艇、双层船壳战舰、滑翔机、扑翼飞机和直升机、旋转浮桥等等）、汽车，甚至机器人的构想，都对后世的发明创造有之路作用。

总之，达芬奇不仅仅是一位艺术家，还是一位伟大的科学界全才，涉猎各个领域。

或许，艺术和科学，两条看似完全不同的道路，走到最后，会发现终点是在同一个地方， 因为艺术和科学都需要灵感， 在寻找灵感的这条路上， 曾经， 达芬奇这样走过。

3. 英国的海岸线有多长？

1967年曼德布罗（ Beonit Mandelbrot）在国际权威的《科学》杂志上发表了一篇划进代的的论文《英国的海岸线有多长》，论文发出后震惊了学术界。

图18. 英国地图

1.现在再假设你就在地面上，我们测量海岸线的尺子以公里为单位，那么测量时几米到几百米的弯曲就会被忽略掉，我们假设设此时得长度L1；

2.当我们用长度为10m的尺子来测量海岸线的长度时，刚刚被忽略掉的弯曲就会计算在内，结果就是海岸线长度变得更大，此时L2＞L1；

3.如果我们用1m的尺子测量，上面忽略了的弯曲都可计入，海岸线的测量结果将继续增大，但此时仍会有几厘米、几十厘米的弯曲被忽略掉,此时得出的长度L3＞L2＞L1；

按照这样的方法，我们采用的尺子越精密，海岸线就会显露更多的细节，结果就是测量的海岸线长度就会更大。

由此可见：如果我们把测量工具无限缩小，就意味着相应的测量结果将无限的增大，所以任何海岸线的长度在某个意义下皆为无限长，或者说，海岸线的长度是依量尺的长短而定。

当我们对海岸线观察得越贴近，越仔细，发现的弯曲细节就越多。但是，当你把从空中拍摄的一百公里长的海岸线与放大了的十公里长的海岸线的两张照片相比较，竟会发现它们看上去十分相似，这就是自相似性。

具有自相似的图形在客观世界中大量存在，再如雪花、山脉、浮云、河流、血管、繁星……其特点是极不规则或极不光滑。

图19. 海岸线的自相似性——分形

以上的“自相似图形”就是「分形」。

4. 分形

除了海岸线的分形，还有来自自然界的其他分形，例如各种植物、闪电等

图20. 向日葵中的分形

图21. 芦荟中的分形

图22. 闪电中的分形

分形的出现打破了人们对传统几何的认知，我们看下图，田教授是如何解释的：

图23. 分形分析

我们从欧氏几何的立场来看，这条填满了方形的曲线仍然是条线，而线则是1维的；但实际上这条曲线最终填满了整个方形，它跟这个方形的平面是等效的，而平面又是2位的。

这就出现了定义上的自相矛盾！为了克服这个矛盾，人们不得不重新考虑“维”的定义，分形维的空间是：大于1维，小于2维的，是一个分数。

5. 分形艺术

我们来看一下维基百科上“分形艺术“是怎么定义的：分形艺术是一种算法艺术形式，通过计算分形对象并将计算结果展示为静止图像。分形艺术从20世纪80年代中期开始发展。这是一种计算机艺术和数字艺术，是新媒体艺术的一部分，分形的数学美是艺术与科学交叉的一种抽象艺术。

特点： 具有以非整数维形式充填空间的形态特征，他的每一部分都是整体缩小后的形状，具有自相似的性质。

在讲座现场，田教授举了几个分形艺术图像的例子，可能是图像素材过老，当时看了没啥感觉。但是在我回来搜集资料的时候，查询了关于分形艺术的资料，惊呆我了，太美了，上帝好像给我打开了一个艺术之窗，真的没想到科学与艺术的结晶可以这么美。

以下是我找的几个分形艺术的图像，供大家观赏。

图24. 计算机艺术下的分形图像赏析1

图25. 计算机艺术下的分形图像赏析2

图26. 计算机艺术下的分形图像赏析3

6. 思考

其实在当时讲座现场，并没有把刚开局的「我作为一个理工科出身的设计师，一直在尝试着探寻”科学与艺术之间难分难解的情思”」这个疑问给弄清楚，带着疑问和田教授的引导，我开始阅读相关的文献和最前沿的资讯与知识，一入“宝库”深似海，从此，我对科学和艺术更加的敬畏。

在我看来，科学和艺术所处的领域不同，展现出来的是不同的思维方式和科学面貌。但是它们两者就好比孪生兄弟一样，既互相独立，又内在关联。

物理学家李政道曾言：“艺术和科学是不可分割的，就像一枚硬币的两面。它们的公共基础是人类的创造力，它们追求的目标都是真理的普遍性。”

近几十年来，科学与艺术领域的深度变革促使着它们在多个层次上发生了交叉和碰撞，主要表现在两个方面：

1.科技的进步对艺术形态和传播形式的影响，例如摄影、互联网和虚拟现实技术，都已经或将要改变艺术的创作过程和呈现形式，并促使和激发艺术家不断拓展艺术的边界；

2.体现在艺术家对于科学的智性特征所进行的人文反思上，它对科技本身的局限具有“补偿”和“治疗”作用。在传统学科边界不断被打破，跨学科研究领域不断生成的研究趋势下，对艺术与科学之间的融通与碰撞进行探讨就有了理论必要性。

庄子有言：“判天地之美，析万物之理”，也暗示着艺术和科学两者不可分割的关系，越往前走，艺术越要科学化，同时科学也要艺术化。艺术与科学两者融合的交集点，正是攀上各自专业顶峰的艺术家、科学家和思想家所试图把握的。实现科学与艺术的贯通，是我们共同的理想和追求，因为艺术与科学深度融通之处，正是新的创作和灵感诞生的地方。

这世间所的美好可以分为两类：

1.可以用公式表达的，被人们称作了科学；

2.不能用公式表达的，被人们称作了艺术；

当它们两者“跨界融合”，就产下了例如：分形艺术、互联网、虚拟现实甚至是AI（人工智能）和生物技术这样的美好结晶，就好比人们发现了一个新奇而又陌生的门，门外又怎样的世界？未来又是怎样的呢？这些都会在时间的印证下给我们解答。

四、创意——高技术与高思维

1. 原子和比特

“原子”与“比特”，早在90年代前就通过当代最重要的未来学家、美国的尼葛洛庞帝教授在其《数字化生存》一书中精辟的阐述过，尼葛洛庞帝指出：“要了解数字化生存的价值和影响，最好的方法就是思考比特和原子的差异”

1.1 原子

原子是构成元素的最小单元，是物质结构的一个层次．原子一词来自希腊文，“意思是不可分割的。”

公元前4世纪，古希腊物理学家德谟克利特提出这一概念，并把它当作物质的最小单元，在非互联网时代，人类的信息传递大都依靠真实存在的物质，例如：书籍、光盘等由原子组成的物质。

1.2 比特

比特(Bit)是指二进制数字中的一位，是最小的信息单位。Bit，是二进制数码的缩写(BInary digit)。是计算机处理信息的最小单位。比特作为信息的DNA，正在迅速取代原子而成为人类社会的基本要素。

数字化生存代表着一种生活方式、生活态度，数字化生存使人们挣脱了时间、空间的限制和“原子”的束缚，得以接触更广阔的和更广泛的人群。

1.3 思考

“新媒体”与“旧媒体”的差别，从某种意义上讲就是“比特”和“原子”的差别。在“内容为王”的时代，一切原子形态的文化几乎都可以数字化，可以由“原子”转换成“比特”，但是这种转换不仅仅是载体和存在方式的转换，他必然带来思维、结构、方法、传播方式等一系列变化。

比特的出现给我们带来了一个新的世界——“虚拟世界”，如果大家读过霍金的书，就会听过平行宇宙理论，虫洞可以把平行宇宙连在一起。

如果我们说现实世界和虚拟世界如同两个平行宇宙的话，那么移动互联网将成为连接二者的虫洞。如同呼吸把我们的肉体和精神连在一起，智能手机把现实和虚拟连在一起。

只有从这个视角切入的时候，我们才能大尺度地扩展我们的思维。而只有大尺度扩展我们的思维，我们的思想才能提升价值。

3. 设计师的曾经、现在与未来

以下是插画师张小哈的插画，有趣的描述了设计师的曾经、现在与未来。

图27. 十年前，设计师们这样画图

图28. 现在，设计师们这样画图

图29. 未来，设计师可能通过VR设备在虚拟空间里画图

图30. 直到裸眼3D出现的时候，你以为设计师在跳舞？不，他们在画图

3.1 思考

在我看来，科技水平的不断发展让我们接触的世界日新月异，稍有怠慢，就可能会被科技抛弃。田教授所提到的“高科技”跟“科技”有什么不同呢？

高科技是指，在目前阶段，对人类社会的发展和进步具有重大影响的前沿科学技术。 

高科技其实是对于常规技术和传统技术来说的，他并不是一个一成不变的概念，而是带有一种历史的、发展的、动态的性质。

今天的高科技，将成为明天的常规科技和传统科技。高思维也是同理，它与常规思维相比，是一种历史的、发展的、动态的思维，它总是与时俱进。

中国的儒家经典《礼记·大学》中有讲过：“苟日新、日日新、又日新”，就是指我们自身要从动态的角度及时反省和不断革新。

我们当前处在快速发展的世界里，科学技术日新月异，我们的思维不能落后，要跟紧紧随科技的发展，做到在“高科技”的时代里，保持着“高思维”。

 五、求知——学习与创新

1. 历史财富的学习与创新

中华传统文化，是中华文明成果根本的创造力，是民族历史的上的道德传承、各种文化思想、精神观念的总体。

中国上下5000年的历史给我们留下了灿烂的物质和非物质文化的总和，这是我们重要的历史财富，活在当代得到我们，应该主动的、积极的、辩证的去学习和传承中华文化财富，同时结合科技，开拓新领域，不断地创新。

2. 思考

田教授在最后的求知环节里，告诫我们，一定要不断地去学习，不要被时代抛弃。

田教授开玩笑的跟大家说：“你们看我，今年都62岁了，我还在不断地研究和学习，例如大数据分析、人工智能等最新的知识领域”。

听了有点愧疚，我作为年轻人，最新的科技在不断发展进步，诸如大数据、AI等行业的火热，它们甚至没有在自己的思维里激起一丝涟漪。

毫不客气的批判自己，我认为自己貌似活的有点“云里雾里”，我曾经对最新的科技发展总是持着“噢，我知道了”、“这个啊，不就是我们常用的嘛”、“嗯，挺好”诸如此类的看似了解，其实什么都不懂，也没有特意想过去仔细了解的态度。

跟教授相比，我比教授年轻40岁，可是我在教授求知的态度前却怎么也抬不起头来。

田教授的一言一行让我醍醐灌顶，教授的求知欲和终身学习的态度让我尊敬。

在此我也想呼吁当代年轻人，你们跟我一样，可能会暂时的迷失在“天花乱坠的游戏”、“扯淡的无营养新闻”、“短暂精神刺激的爽文”和“看过就忘只能当做谈资的电视剧”上。

但是没有关系，我们的人生还有很长，作为新一代人，我们在“求知”的路上应该把“老一辈”比下去才对呀，不能活的“云里雾里”、“差不多就行了”。

说到这里，我也想表达一下自己对于“求知”和“无营养的娱乐”的看法。

简单来说，就是看待“学习”和“娱乐”。我们既不能夸大“学习”，说它就是万能的，学习就是最正确的；我们也不能去贬低“娱乐”，说它是无意义的，浪费生命的；看待它们两个，我们要用「辩证的眼光」，学习和娱乐就好比白天和黑夜，他们是不可分割的，若只有白天，我们就会被“累死”；若只有黑夜，我们就会成为“行尸走肉”，

我们用整体性的、宏观的角度来看，我们应该像白天和黑夜那样，学习和娱乐同在，既要学习田教授那种生生不息的“求知欲”，又要合理的给自己“娱乐”空间。

六、文章小结

全文共讲了四个方面：

1.智慧——关键词：东西方的哲学、中国民间的智慧、东西方表达世界的观念差异、东西方绘画的差异。

2.文化——关键词：达芬奇的科学与艺术、分形艺术、科学与艺术同源

3.创意——关键词：原子和比特的差异、高科技下保持高思维

4.求知——关键词：历史财富的学习与创新