藝術為科學插上美的翅膀

楊俊杰 王翠紅

《中國·云南百花圖》為人們提供了一場嘆為觀止的視覺盛宴。作者曾孝濂是我國植物科學畫大師、著名郵票設計師，為中國植物科學傳播做出了卓越的貢獻。植物科學繪畫作為藝術的一種表現形式，在文化傳承方面發揮著不可替代的作用。以藝術作為載體，更有利于科學的普及，藝術也為科學提供了靈感，促進學科之間的融合。科學提供了藝術的物質基礎和表達手段，也拓展了藝術的表現形式。科學的理性與藝術的感性是認識世界的兩個角度，人類的文明和社會的發展需要兩者更深層次的結合。然而，當前的科研工作者對藝術的重視普遍不夠，故作此文。

最近看了一本書《中國·云南百花圖》，每一株生命恣意展示的神奇張揚和詩情畫意令觀畫者如同置身于大自然之中，不禁被藝術的美感深深折服。或嬌媚或俏麗，百樣芳菲姹紫嫣紅，似有盈盈香氣撲面而來，倉促間幾番春夏錯過，一轉身此書將輪回盡收。曾孝濂是一位植物學家，他還具備扎實的繪畫技術，用細膩的筆觸真實再現了植物的原貌，無論是線條還是顏色的運用都足以讓人們為之著迷，細節處理得非常完美。本來是大家常見的平凡植物，曾孝濂卻能發現它們獨特的美，用畫筆給它們注入靈魂，仿佛花花草草都是朋友，絲絲風動盡顯它們心靈之間的交流，每一幅作品都傾注了他對植物的敏銳感知以及體悟理解。這本書讓讀者認識了更多的植物，也激發了人們對大自然的濃厚興趣和熱愛。

一、曾孝濂其人

曾孝濂（1939-），男，中國美術家協會云南分會會員，植物科學畫大師，著名郵票設計師，目前為中國科學院昆明植物研究所教授級畫家，已發表插圖2 000余幅。美術作品曾在世界多國展出，出版《中國云南百花圖》《花之韻》《云南百鳥圖畫集》《曾孝濂藥用植物畫》等畫冊。從1990年起，他設計了《杜鵑花》《杉樹》《蘇鐵》《珍禽》《君子蘭》《百合花》《綠絨蒿》《孑遺植物》等多套郵票。

曾孝濂為中國植物科學傳播做出了卓越的貢獻，他說“人類不是自然界的主宰，也不是旁觀者，而是其中的一部分”。他的作品給觀者傳遞了一種態度——科學的嚴謹真實與生命的從容淡定，有如下幾個特點。

第一，逼真精細，即使最小的細節都和實物高度一致。他的作品嚴謹，一絲不茍地刻畫植物的根、枝、花、果，同時沒有忽視分類學家最看重的葉片正、反、側面形態。他說過“生命的神奇，不到現場是感受不出來的”，為了畫好綠絨蒿，曾孝濂還爬上海拔4700米的白馬雪山，在缺氧的狀態下完成了畫作。

第二，作畫速度比別人慢。“無一花無出處，無一葉無根據”，作畫之前先看植物照片，對植物有表象認識后，再去原產地觀察植物的生長，拿到標本后進行全面解剖。他認為樹葉千面，需要畫出生命，他每畫一張圖都得先用鉛筆打草稿，再給植物學家看，得到確認后才用鋼筆著墨。《中國植物志》插圖，他從20世紀50年代末開始，用了45年的時間才完成。

第三，美。為了追求美觀，他從光線、色彩、虛實、明暗等方面下功夫，其作品既兼顧了植物與環境，又呈現了植物特征的層次感和真實感。中國科學院昆明植物所的研究員王立松高度評價曾孝濂的畫：“可以把人美哭！”

二、繪畫對植物學的影響

植物繪圖是以植物作為科學描繪的對象，在科學研究的范疇之內，運用繪畫技法，科學、客觀、藝術、真實地表達科學內容而進行的繪制創作過程。它是科學與藝術完美結合的產物，用藝術的表現手法，從不同側面科學而形象地再現植物的自然形態和某些內在的特征。植物繪圖在我國有悠久的歷史，最早的生物繪圖始于公元659年的《唐本草》，此后，宋代唐慎微的《大觀本草》、明代李時珍的《本草綱目》等都有大量的植物插圖，科學與繪畫互為支撐，沒有繪畫技巧，只能得到生硬、死板的畫面，沒有科學理論的植物學專業知識，作品便少了支柱。隨著人類的進步，植物繪畫技巧日臻完善，在文化傳承方面發揮著不可替代的作用。目前，它已成為植物學科下的一個分支，植物科學繪畫在中藥學學科教學中逐漸發揮出獨特作用。

繪圖在植物學上的重要性主要體現在五個方面。第一，標本保存有難以克服的問題，如腐爛、干枯、褪色等，植物就會失去原來的模樣，而且標本干巴巴的樣子也稱不上美觀。為彌補此類缺憾，植物學家經常與畫師聯手，或者植物學家同時也是畫家。第二，以前沒有照相機，只能通過繪圖傳遞植物的樣貌信息，即便現在有了各種微距、單反等各種高大上的攝影器材，植物繪圖的作用仍舊不可小覷，一幅畫能囊括幾十張照片所包含的信息量。第三，大自然中很難有完美的植物，在風吹日曬和食草動物的關照之下，殘缺的葉、凋零的花乃是常見之景，畫師卻可以在觀察多株同種植物后描繪出一株完美的植物。第四，植物的根和內部解剖結構，目力所不及，但是它們與植物的花枝葉同屬一個不可分割的整體，可通過繪圖放在一起。第五，為了描述一種植物，人們可能需要大量的文字，而且文字的表述無法突破自身的局限，此時一張提煉并展示出植物基本特點的手繪就可以直觀且準確地解決此類難題。

植物繪圖在國外的發展成熟要早于中國，以18世紀末為例，比較有影響力的有：法國植物學家圖內福爾著作《植物學原理》的英文版《本草學大全》，意大利莫蘭迪的《實用植物志》，英國植物學家希爾的《家庭實用本草學》和《大不列顛本草學》，法國植物學家布雅德的《法國本草學》，比舒撰著、中國畫家繪制的《中國藥用植物》，伊麗莎白·布萊克威爾的《奇草圖鑒》。

馮澄如是我國生物科學繪畫的奠基人，他在1922年和1925年分別為金陵大學陳煥鏞教授所著的《中國經濟樹木》和《樹木圖說》配圖，以嶄新的繪畫手法繪制全套植物科學畫作，開創了我國繪制植物科學畫的先例，為中國植物科學繪畫的發展奠定了基礎。此后，他又為胡先骕與陳煥鏞合著的《中國植物圖譜》繪制插圖250幅，為胡先骕與秦仁昌合撰的《中國蕨類植物圖譜》繪制插圖200多幅，為胡先骕所著的《中國森林植物圖志》繪圖。1934年出版的《中國植物學雜志》季刊，每期首頁都會刊登一幅馮澄如的珍稀植物彩圖。除了馮澄如，中國近、現代時期植物科學繪畫人物還有劉春榮、張榮厚、馮晉庸、馮鐘元和曾孝濂等。

三、繪畫等其他藝術形式對科學的促進作用

除了畫植物，繪畫還包括畫地圖、規劃圖、建筑圖、旅游圖等，繪畫不僅僅推動了植物學的發展，天文、地理、醫藥、電子、機械、建筑等知識體系都有繪畫的功勞。繪畫只是藝術的一種表現形式，藝術還包括文學、詩歌、戲劇、影視、音樂、建筑、雕塑等，它們都在科學前進的道路上發揮了舉足輕重的作用。

（一）以藝術為載體的科學容易被人們理解和認識

提到科學，許多人總有一種高高在上的感覺，聯想到晦澀難懂的專業詞匯、復雜邏輯推導的公式定理，還有外星人語言一樣的代碼和運算符，普通人從直觀上很難理解，但是用電影或戲劇表演的手段，將科學內涵糅雜在故事里，會給觀眾帶來深刻的感受，引發人們的深度思考。

（二）藝術家具有很強的洞察力，能根據很難察覺的微小變化感知未來的存在

藝術是感性的極致，盡情發揮，天馬行空。科學家若根據這些天馬行空的想象將藝術家的想法落地并實現，這就極有可能是一項偉大的人類文明的進步。牛頓就是在蘋果落地時突然冒出靈感，萌生了關于萬有引力定律的思考。

想象力是捕捉認知、推動前行的重要品質。想象力比知識更重要，知識有限，而想象力無限，是知識進化的源泉。人類的創造創新若離開了想象力，就會變得平庸乏力。

（三）藝術促進了多學科的融合

知識互聯使學科的界限逐漸淡化，藝術作為一門包容性極強的學科，在各個學科之間穿針引線，不同專業的人擁有不同的知識體系，因此對事物的看法也會存在差異，思維的碰撞讓研究者在不斷的討論中更加容易找到學科之間的契合點。在學科融合的趨勢下，已經有學校通過設置學科交叉的課程來拓展學生的知識和思維廣度，為社會輸送優秀的復合型創新人才。

最后，藝術可以陶冶情操，提高審美能力，完善個性發展，促進人們的健康成長。從長遠來說，讓科學家學點藝術，既可以使其多點人文情懷，也有可能喚醒和激勵深藏在潛意識中的能量。

四、科學對藝術的促進

（一）科學提供了藝術的物質基礎

科學技術是第一生產力，藝術需要科學的支撐，科學提供了藝術的硬件材料，音響設備是聲樂所必需的，筆、墨、紙和顏料都是科學技術給畫家提供的物質基礎。傳統的植物繪圖有油畫、國畫、素描、版圖等，隨著科技的迅速發展，繪圖軟件也越來越多。比如，Adobe Illustrator（AI）可結合計算機繪圖技術，快速畫出五顏六色的植物內部結構圖，讓植物的內部結構更形象、更深刻、更容易被理解，使傳統的實驗更加有吸引力。

隨著新技術和新設計的應用，彩色玻璃以其獨有的晶瑩通透和璀璨艷麗的特性承載了人們無窮的想象力，藝術家利用彩色玻璃對不同波長的光的選擇性，將其應用在裝飾、建筑、家具、服裝等領域，它的美是藝術家對光影通過玻璃后的進一步精雕細琢。

（二）科學提供了藝術的表達手段

藝術家在創作時借助現代科學技術手段，不僅加強了作品的表現力，還增添了作品的趣味性。例如，文藝復興時期的意大利畫家喬托借助透視、解剖等手段，利用人的視覺錯覺，開創了一種新的藝術表現手法：在平面畫布上展示三維立體畫。

現在的新媒體技術，改變了人們的生活，也催生了多元化的藝術形式和表現技法。藝術與數字互聯網技術相互融合、滲透，使得人們可以制作網絡電影、動畫、廣播作品等，再加上網絡平臺提供了便利的媒介，既展現了藝術的開放性，又增強了觀眾與藝術的互動和參與感，因此“網紅”越來越多。

（三）科學的發展拓展了藝術的表現形式

存放在實體博物館中的文物或標本，參觀者只能看到一面，運用現代科學技術和視覺藝術設計原理的數字博物館，可使標本全方位展示，公眾足不出戶就可以通過網絡平臺欣賞到精美的藝術品，參觀者可以拖動標本來觀察各部分細節，標本的相關知識內容也會隨參觀者的點擊展開。

非形式主義畫家塔皮耶斯對第二次世界大戰后科研領域的物質結構產生了濃厚的興趣，并看完了愛因斯坦的《相對論》、普朗克的《宿命論還是非宿命論》等科學家寫的書，這些知識為他打開了與古典哲學家所描繪的截然不同的新世界，也促使他的思想起了巨大的變化。

生物學的發展更是讓藝術的呈現有了科技含量，華中農業大學生命科學技術學院別出心裁，用不同色彩的菌種為顏料，用接種環為畫筆，在培養基上描繪出美麗的微生物圖案，此類活動既加強了藝術教育與學科之間的融合，也促進了學生的全面發展。

五、科學與藝術密不可分

科學與藝術雖然完全不同，但是它們密不可分，有了科學的支持，藝術更加繁榮，有了藝術的滲透，科學生機勃勃，它們彼此成就、共同發展，兩者的結合幾乎體現人們生活的各個領域。北京植物園月季園就是科學內涵與藝術外貌的有機結合，作為中國第一個綜合性的月季專類園，2015年獲得世界月季聯合會“世界杰出月季園”殊榮，在園藝展示的同時，該園還具備種質資源保存、科普和科研的功能，也是國際交往的平臺。針織服裝設計作為一門綜合性藝術，包含了面料的材質、造型、色彩、圖案、裝飾工藝等多方面內容，材料的質感與色彩、款式與造型綜合地表達出針織服裝的實用功能和裝飾效果。喬布斯將科技與藝術融合而成的蘋果公司打造成為商界傳奇，在高科技領域刮起了一股藝術的旋風，也留給了世人一種用想象力和創造力去改變世界的不屈不撓的精神。STEAM教育是集科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）、藝術（Arts）、數學（Mathematics）多學科融的綜合教育。它以數學為基礎，從工程和藝術的角度解讀科學和技術，以跨學科的理念將不同類科目整合，全方位培育人才。對于運用新媒體技術、文化創意產品的傳播教育來說，科學與藝術相得益彰，提升教育的效果，讓公眾能夠接收、理解、有所改變。

莊子的《天下篇》提出“判天地之美、析萬物之理”，把美與理看成是人們認識世界的兩個方面。很多科學家都是有文學藝術修養的，張衡是人類歷史上最早將科學與藝術結合的實踐者，他是最早將“黃金分割”用于美術造型的人，于公元132年發明了地動儀，也是東漢的著名畫家。古希臘的畢達哥拉斯學派從數學研究中發現了對稱之美，稱一切立體圖形中最美的是球體，一切平面圖形中最美的是圓形。文藝復興時期的達·芬奇不僅是一位著名畫家，還是一名成功的雕塑家和工程師，在他的藝術創作生涯中，藝術思維和科學思維的理念被表現得淋漓盡致。統計表明，那些更多地參與到藝術活動中的科學家比那些沒有業余藝術愛好的科學家能夠探索出更多的科學發現，眾所周知，愛因斯坦喜歡藝術，小提琴拉得很好，還有普朗克的鋼琴，巴斯德的繪畫……錢學森認為科學工作是先藝術而后科學的，源于形象思維，終于邏輯思維。錢學森的第一大業余愛好是書畫，他對音樂也有很高的鑒賞修養，還寫過《科學的藝術與藝術的科學》。

當前，高校有不少人文選修課程拘泥于專業知識的抽象傳授，教材內容空洞、僵化、單調，很難激發大學生的創造靈感。我國教育家、翻譯家傅雷翻譯了法國哲學家丹納的《藝術哲學》，其初衷是為藝術常識極端貧乏的中國學術界指明出路。李政道認為在教育上，實現科學與藝術的完美結合，是現代大學的重要任務，他說：“科學、技術與人文、藝術都是不可分離的，它們所追求的目標都是真理的普遍性，其共同基礎是人類的創造力，或者說是人的創造力的本能。”李政道認為“科學與藝術是一個硬幣的兩面”，藝術與科學發展到高級階段之后，各自都開始尋找自己的本源，尋找深層次的結合。法國文學家福樓拜曾說：“藝術越來越科學化，科學越來越藝術化，兩者在山麓分手，有朝一日，將在山頂重逢。”愛因斯坦也曾說過：“真正的科學和真正的音樂需要同樣的思維過程，這個世界可以由樂譜組成，也可以由數學公式組成。”科學與藝術從不同的角度認識世界，科學求真，藝術求美。但出發點相同，追求人類擺脫愚昧和黑暗，爭取文明、進步和人類的福祉。因此，為了完整地把握世界脈搏，有必要將科學與藝術統一在認識世界的整體之中，只有科學家多懂一點藝術，才會有更多的靈感，創造更多的奇跡，才能在科研的道路上勇攀高峰。

讓一切都向更好的方向邁進！

（1.中國科學院植物研究所植被與環境變化國家重點實驗室;2.濟南市鋼城區艾山街道施家峪小學）