以科学的视角看名画

    【光明书话】

    说起名画，西方最知名的名画也许非《蒙娜丽莎》莫属，画中女子的笑容时隐时现，被历史学家称为“蒙娜丽莎的微笑之谜”，困扰了世人500年，催生了各种各样的猜测。直到20世纪末，神经科学家才揭示了其中的奥秘：在观赏《蒙娜丽莎》时，假如人们的中央视觉放在蒙娜丽莎的双眼，较不准确的外围视觉会落在她的嘴巴上。由于外围视觉并不注重细微之处，无形中突出了颧骨部位的阴影。如此一来，笑容的弧度便显得更大了。而如果看着蒙娜丽莎的嘴巴，则永远无法捕捉她的笑容。

    从科学的角度解读世界名画，是上海大学教授、《自然》杂志编审林凤生擅长的题材。近日他的著作《名画在左 科学在右》推出，荟萃了他具有代表性的20多篇长文，以科学视角图文并茂地分析了一位位艺术大师和一幅幅世界名画，从美术史到画家生平，从各种画派到名画解读，可以给不熟悉名画的读者扫扫盲。

    书中多次提到了艺术中的“视错觉”。“视错觉”这种现象，往往是人脑感知名画的方式。诺贝尔生理或医学奖得主克里克曾说过：“看是一个主动的构建过程。你的大脑可根据先前的经验和眼睛提供的有限而又模糊的信息作出最好的解释。进化可以确保大脑在通常的情况下非常成功地完成此类任务。但情况并非总是如此。心理学家之所以热衷于研究视错觉，就是因为视觉系统的部分功能缺陷恰恰能为揭示该系统的组织方式提供某些有用线索。”科学家喜欢视错觉，谁知道画家也喜欢视错觉，林凤生在书中就给出了许多这样的例子。

    西班牙绘画大师萨尔瓦多·达利是我喜欢的一个画家，在他笔下常常有许多表现出视错觉的所谓“交变图”。对此，林凤生做了下列解释：“脑科学研究告诉我们，同一张图可以引起我们两种完全不同的知觉，这说明我们所看到的，除了图形本身以外，还包括大脑对它的解释。而且如果这种解释不唯一的话，那么我们‘看到’的图形就要在这些不同的解释之间来回转换，这种现象称为‘双歧图’。”对于这种交变，林教授从历史上科学家最早认识到这一现象的“内克尔立方体”谈到庞贝阿波罗神庙遗址中的马赛克地面，旁征博引，最后讲到达利的画作。他举了达利的名作《面部幻影和水果盘》，并阐释道：“当我们仔细观察这幅画的时候，会发现右上角的梦幻风景——那海湾和波浪、那座山和隧道。但是我们也可以把这部分看成是一只狗的头，狗的项圈又是跨海高架桥。”

    在书后半部《画家里的科学迷》一章中，作者又引用了达利的另一幅名画《奴隶市场和消失的伏尔泰半身像》，并阐释道，通过题目我们知道画的是一个奴隶交易市场，画的中央有两个身着阿拉伯民族服装的人正在与两个穿着黑白衣服的人说些什么。当我们离画远一点观看，画上断垣残壁的穹顶下沿就变成了哲学家伏尔泰的头部轮廓，几个人物的细节就会逐渐模糊，融合起来变成了伏尔泰的脸部和颈部。两个穿黑白衣服的人的脸变成了伏尔泰的双眸。尽管缺了耳朵，观者却浑然不觉。

    个中原因，美国神经科学家马丁内斯·康德曾作了说明：我们的大脑感知的是一个粗略、大致接近真实的世界。由于无法处理外部每一件事物的信息，因此大脑只能对感知到的信息作简化处理，只收录最关键的现场信息，如边缘、拐角和轮廓线。对于图像模糊的地方，大脑会把原来存储的记忆和大脑预期的信息填充进去，从而形成“完整”的图像。就像图中伏尔泰的耳朵、颈部的细节全部都缺失了，需要观众用不同的方式去补充，这样的图像很容易显得模棱两可。达利对交变图情有独钟，在他的名作中还有许多交变图，甚至是交变的建筑和陈设。

    交变图只是视错觉中的一种。书中还介绍了名画中其他几种利用视错觉的有趣情形。例如比利时超现实主义画家马格利特的《空白签名》。图中一位女骑手骑着骏马在林子里穿梭，画家利用了把三维立体在两维平面上表现出来，不同局部需要不同的解释，有些解释在局部可行，然而当放到一起时又可能会产生矛盾的这一特点，结果就如作者所言：“究竟是马穿过树林，还是树林穿过了马？无法确定。”因此观者产生了很强的视觉冲击。

    要以“科学”之眼来看名画，要能深入浅出地解读名画中的科学元素，非科学与艺术兼通之士不能为。这部跨界之作不但视角独特，而且内容广泛，既有美术欣赏者的艺术评析，更有自然科学工作者的理性思索。看过之后，对于那些眼熟的大师之作，必然会有全新的认识。

    要想在这样一篇短文里讲到神经美学的方方面面显然是不可能的，《名画在左 科学在右》的内容也并非只是局限于神经美学，还涉及物理学、化学、医学等方方面面其他科学，当然更有许多现在还难以从自然科学角度解释的问题，要兼容并蓄、全面介绍，其难度可想而知。对于书的一些见解还需要读者自己思考和判断。不过这也许更增添了书的魅力吧！

    （作者：顾凡及，系复旦大学生命科学学院教授）