當(dāng)今的科學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置復(fù)雜，無(wú)數(shù)研究者對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，這讓科學(xué)研究蘊(yùn)含著著集體智慧。從公眾理解科學(xué)方面來(lái)說(shuō)，早期的傳統(tǒng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)，它們更簡(jiǎn)潔、便于演示。但無(wú)論過(guò)去還是現(xiàn)在，科學(xué)實(shí)驗(yàn)都具有審美價(jià)值，不僅在于視覺(jué)上的感受，也在于對(duì)世界的理解。

撰文?|?Milena Ivanova?（劍橋大學(xué)歷史與科學(xué)哲學(xué)系）

編譯?|?兵馬

人們總是習(xí)慣性地認(rèn)為科學(xué)理論的美麗與優(yōu)雅是重要的，而忽視實(shí)驗(yàn)研究中裝置設(shè)計(jì)的精巧，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的美同樣值得我們關(guān)注。

人們?yōu)榱肆私夂透淖冎車(chē)氖澜纾瑒?chuàng)造了科學(xué)，包括理論、模型和實(shí)驗(yàn)，它們常常獲得贊美之詞，諸如令人愉悅，或者優(yōu)美。

從愛(ài)因斯坦的相對(duì)論、達(dá)爾文的進(jìn)化論這些科學(xué)理論，到電子的發(fā)現(xiàn)、DNA復(fù)制、白光色散等科學(xué)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)發(fā)現(xiàn)不僅因?yàn)榻沂玖耸澜绲恼胬矶苜潛P(yáng)，科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過(guò)程同樣受到贊揚(yáng)，因?yàn)樗鼈兪侨绱说膬?yōu)美、簡(jiǎn)潔、精巧。

就像人們稱贊藝術(shù)家具有創(chuàng)造新事物的想象力和才能，人們?cè)诜Q頌科學(xué)美學(xué)價(jià)值的同時(shí)也不忘稱贊科學(xué)家們，稱贊他們有藝術(shù)家般的創(chuàng)造天賦。實(shí)驗(yàn)科學(xué)中同樣存在充滿吸引力的藝術(shù)空間，卻往往被人們所忽略。下面我們將看到，科學(xué)實(shí)驗(yàn)可以被當(dāng)作藝術(shù)來(lái)欣賞，它們可以和藝術(shù)品一起成為公共景觀，喚起我們審美上的體驗(yàn)。

著名科學(xué)實(shí)驗(yàn)中的美學(xué)

回溯實(shí)驗(yàn)科學(xué)的起源，當(dāng)17世紀(jì)的自然哲學(xué)家在公眾場(chǎng)合演示科學(xué)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，實(shí)驗(yàn)科學(xué)就已經(jīng)被貼上了藝術(shù)的標(biāo)簽。實(shí)驗(yàn)科學(xué)，作為一種揭示自然或干預(yù)自然的行為被文獻(xiàn)所記載可以追溯到1620年出版的《新工具》(Novum Organum)，作者弗朗西斯·培根（Francis Bacon）在書(shū)中強(qiáng)調(diào)了實(shí)驗(yàn)在形成關(guān)于世界假說(shuō)，以及驗(yàn)證假說(shuō)正確性方面的重要貢獻(xiàn)。

實(shí)驗(yàn)成為科學(xué)研究經(jīng)驗(yàn)方法的核心，借助新的實(shí)驗(yàn)儀器，再加上不斷的嘗試和重復(fù)，自然哲學(xué)家們能夠探索那些長(zhǎng)期無(wú)人觸碰的領(lǐng)域，將對(duì)世界的未知變成已知。在這個(gè)時(shí)期，學(xué)者們采用新發(fā)明的氣泵研究真空；牛頓利用棱鏡分解自然光；光學(xué)器件和透鏡的進(jìn)步促進(jìn)了新儀器的發(fā)展，讓科學(xué)家的研究之路走的更遠(yuǎn)。一時(shí)間，這些實(shí)驗(yàn)成為理解新發(fā)明以及由此產(chǎn)生的新發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵。

約瑟夫·賴特 (Joseph Wright) 創(chuàng)作于1768年的《氣泵里鳥(niǎo)的實(shí)驗(yàn)》

約瑟夫·賴特（Joseph Wright，常被稱為德比郡的約瑟夫·賴特）的名畫(huà)《氣泵里的鳥(niǎo)實(shí)驗(yàn)》（An experiment on a bird with The air pump）出色地描繪了實(shí)驗(yàn)本身的行為藝術(shù)特質(zhì)，以及實(shí)驗(yàn)在喚起觀眾審美反應(yīng)的豐富形式。畫(huà)的中間是實(shí)驗(yàn)操作者，但更像是一個(gè)表演者。他不僅僅在向觀眾展示實(shí)驗(yàn)本身，也扮演控制現(xiàn)場(chǎng)氣氛的角色，挑逗觀眾的情緒，觸發(fā)人們的敬畏感，或者讓人們覺(jué)得這是一場(chǎng)娛樂(lè)。當(dāng)氣缸中的空氣被氣泵慢慢抽走，那只不幸的鳥(niǎo)奄奄一息，觀眾豐富的表情被生動(dòng)地畫(huà)了下來(lái)，有著迷、敬畏、高興、也有因?yàn)檫@份神秘所帶來(lái)的恐懼。英國(guó)化學(xué)家約瑟夫·普利斯特里（Joseph Priestley）曾明確表示，這些體驗(yàn)已經(jīng)超越了向公眾展示現(xiàn)象這個(gè)出發(fā)點(diǎn)本身。他在筆記中記錄下電流實(shí)驗(yàn)之后大家的反應(yīng)，在他的描述里，“這是最令人愉快的景象”，給觀眾的感受是敬畏、興奮、愉悅。

這些科學(xué)實(shí)驗(yàn)中非常重要的一點(diǎn)是它們的演示性，觀眾們可以馬上看到實(shí)驗(yàn)結(jié)果，感受到變化。以氣泵實(shí)驗(yàn)為例，觀眾們可以直觀地看到在氣泵的作用下氣體減少后的結(jié)果，這點(diǎn)和戲劇表演的欣賞性類似，能夠帶給觀眾直觀的感受并給予贊賞。值得注意的是，這個(gè)時(shí)代的科學(xué)實(shí)驗(yàn)的審美價(jià)值很容易被欣賞，即實(shí)驗(yàn)具有能夠帶來(lái)視覺(jué)愉悅的特征，譬如牛頓手中的棱鏡，帶給人美麗的彩虹。但是，這些特點(diǎn)是傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)獨(dú)有的特性嗎，現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)是否同樣可以被欣賞呢？

現(xiàn)代科學(xué)實(shí)驗(yàn)中的美學(xué)

盡管科學(xué)實(shí)驗(yàn)在過(guò)去的幾個(gè)世紀(jì)里發(fā)生了巨大的變化，但是歷史上仍然不乏偉大的實(shí)驗(yàn)，即便在今天仍然值得紀(jì)念，瀝青滴漏實(shí)驗(yàn)（Pitch drop experiment）就是一個(gè)很好的例證，這恐怕是歷史上歷時(shí)最久的一個(gè)實(shí)驗(yàn)。瀝青滴漏的設(shè)計(jì)者來(lái)自昆士蘭大學(xué)物理系的托馬斯·帕內(nèi)爾（Thomas Parnell），他將瀝青置于透明的玻璃漏斗里，用來(lái)展示高粘性流體的性質(zhì)，看似固體的瀝青其實(shí)是流體。實(shí)驗(yàn)從1927年開(kāi)始持續(xù)到現(xiàn)在，一共滴下9滴，最新的一滴是在2014年4月，預(yù)計(jì)第10滴將在2020年代的某個(gè)時(shí)候發(fā)生[1]。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)中包含很多早期實(shí)驗(yàn)的特征，如實(shí)驗(yàn)裝置的簡(jiǎn)單性，視覺(jué)上帶給人的愉悅性，以及方便放在公眾場(chǎng)合，它所要表達(dá)的內(nèi)容很容易被展示，因而容易喚起公眾的熱情提高參與度，同時(shí)欣賞到其設(shè)計(jì)的優(yōu)雅。

昆士蘭大學(xué)的瀝青滴漏實(shí)驗(yàn)，為了證明瀝青的粘度

如果說(shuō)瀝青滴漏實(shí)驗(yàn)身上還有很多英國(guó)皇家學(xué)會(huì)早期實(shí)驗(yàn)的影子，但是卻與當(dāng)今的科學(xué)實(shí)驗(yàn)相去甚遠(yuǎn)。如今，實(shí)驗(yàn)裝置看起來(lái)越來(lái)越復(fù)雜，而且對(duì)于向公眾開(kāi)放這件事情也變得沒(méi)有以往那么簡(jiǎn)單。一些大型實(shí)驗(yàn)裝置，以歐洲核子研究中心（CERN）的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（Large Hadron Collider）為例，它是一個(gè)及其復(fù)雜的裝置，是數(shù)千名科學(xué)家聯(lián)合協(xié)作的產(chǎn)物，它所開(kāi)展的實(shí)驗(yàn)超越了國(guó)家的界限，獲得一個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果需要大量長(zhǎng)期復(fù)雜的運(yùn)算。

相對(duì)于現(xiàn)代科學(xué)實(shí)驗(yàn)，早期科學(xué)非常簡(jiǎn)單，并且可以馬上觀察到實(shí)驗(yàn)結(jié)果；例如抽真空泵實(shí)驗(yàn)，人們可以馬上看到抽真空帶來(lái)的效果。但是現(xiàn)代的科學(xué)實(shí)驗(yàn)缺乏這種即時(shí)性的特征，大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)上的實(shí)驗(yàn)，它的測(cè)量結(jié)果首先需要經(jīng)歷一個(gè)統(tǒng)計(jì)分析的過(guò)程，然后科學(xué)家們才可以發(fā)布是否檢測(cè)到了某些“物質(zhì)”的結(jié)論，就像希格斯玻色子的發(fā)現(xiàn)同樣經(jīng)歷了冗長(zhǎng)的分析和復(fù)議過(guò)程。

那么，能否說(shuō)現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)從美學(xué)的角度沒(méi)有任何令人愉快的點(diǎn)呢？恰恰相反，縱使這些實(shí)驗(yàn)過(guò)于復(fù)雜，且獲得實(shí)驗(yàn)的過(guò)程有點(diǎn)慢，但是這些實(shí)驗(yàn)中仍然可以帶給人視覺(jué)上的美感。在歐洲的核子研究中心，人們可以以參觀者的身份，近距離感受它規(guī)模上的宏大與工作過(guò)程的復(fù)雜，同時(shí)在參觀過(guò)程中也講體會(huì)到，如此超大規(guī)模的設(shè)計(jì)已經(jīng)不僅僅是個(gè)人力量所能實(shí)現(xiàn)，其中包含了眾多人的智慧和協(xié)作，表面上看它是一個(gè)裝置，實(shí)際上封裝的是一個(gè)群體的創(chuàng)造力。

美的重要性

我們?cè)u(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)的美可以是多樣的，它們可以是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)背后的創(chuàng)造性思維，可以是實(shí)驗(yàn)過(guò)程設(shè)計(jì)的合理性，可以是實(shí)驗(yàn)結(jié)果的優(yōu)雅和漂亮。實(shí)驗(yàn)結(jié)果本身可以非常美麗，譬如棱鏡后面的彩虹，顯微鏡下的晶體。當(dāng)然實(shí)驗(yàn)裝置以及實(shí)驗(yàn)過(guò)程本身也可以包含美的元素，實(shí)驗(yàn)中的美需要一雙具有審美能力的眼睛。

當(dāng)一個(gè)實(shí)驗(yàn)走進(jìn)公眾的視野成為被關(guān)注對(duì)象，人們?cè)诒粚?shí)驗(yàn)本身的魅力吸引之后會(huì)想更多的了解實(shí)驗(yàn)的目的，以及如何實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)。

所以，表面上的視覺(jué)感召吸引我們關(guān)注實(shí)驗(yàn)，參與實(shí)驗(yàn)，繼而發(fā)現(xiàn)更深層次的美，這種美可以來(lái)自于對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)或?qū)嶒?yàn)意義的深入理解，從而增加對(duì)這個(gè)世界的理解。我想，正是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和意義之間的相互作用成就了實(shí)驗(yàn)的美學(xué)價(jià)值。但是，不要忽略了，實(shí)驗(yàn)最初的視覺(jué)感受對(duì)于激發(fā)人們關(guān)注并參與實(shí)驗(yàn)起到的非常重要的作用。

參考文獻(xiàn)

[1]?Pitch Drop experiment - School of Mathematics and Physics - University of Queensland (uq.edu.au)
本文譯自Milena Ivanova, The Beauty of Experiments Matters

原文鏈接：https://iai.tv/articles/the-beauty-of-experiments-matters-auid-2038