量子力學與文化現象

量子力學與文化現象

「對稱性破缺-超科學‧藝術展」直播座談

撰文/整理/科學人
2020/06/03

量子力學與文化現象

量子力學與文化現象

「對稱性破缺-超科學‧藝術展」直播座談

撰文/整理/科學人
2020/06/03


英國思想家史諾在半個世紀多之前提出一種觀點,他認為科學與人文這兩個領域缺乏交流與往來,好像是涇渭分明的「兩種文化」。科學與人文間的鴻溝看似越來越深,但也一直有很多努力,讓這兩個領域溝通與交流。


歐洲核子研究組織(CERN)的大型強子對撞機(LHC)是全世界規模最大的高能物理實驗,自2011年開始辦理的CERN藝術計畫(Arts at CERN)即以日內瓦的實驗室為場域,讓藝術家與科學家得以在此交流,激盪出藝術創作。這次在國立臺灣美術館舉辦的「對稱性破缺—超科學.藝術展」中的藝術作品便來自CERN的藝術進駐旗艦計畫。


國美館也舉辦了一場線上直播座談:「量子力學與文化現象」,由台北藝術大學美術系助理教授沈伯丞擔任主持人,與台灣大學物理系教授高涌泉及本次展覽的其中一位藝術家王郁媜,一起聊聊藝術與科幻作品中如何表現科學、CERN藝術進駐計畫的經驗以及藝術與科學的交融關係。


最新的科學與科技就像魔術


沈伯丞以20世紀初期的藝術作品開場,介紹藝術家如何從當時物理學汲取靈感。例如蘇聯藝術家馬列維奇的<感性的電子>,便拆解自密立根油滴實驗。超現實主義藝術家達利用作品<達利.奧圖密克斯>表達他對原子物理學的想像,用水流與貓象徵波粒二象性及薛丁格的貓這些物理概念。


量子物理從提出到現在已經100多年,即使常聽到薛丁格的貓等名詞,可能仍是不知其所以然。高涌泉肩負起科普任務,以簡單的情境向觀眾解釋量子力學:假設封閉的盒中有個原子,打開盒內的燈便看到原子的位置;關燈過10秒再開,發現原子可能有新位置。量子力學可以計算,當我們知道原子第一次出現在哪,第二次它「躍遷」到某一處的機率。然而那10秒發生了什麼事?量子力學無法告訴我們。


沈伯丞聯想到科幻大師克拉克曾說:「最新的科學與科技對一般人來說就像魔術。」量子躍遷的理論也啟發許多科幻作品,例如英美經典科幻影集神秘博士(Doctor Who)及星艦迷航記(Star Trek)。高涌泉認為,這類科幻作品把巨觀物體與微觀量子現象結合,雖然不合理,但也因此創造出趣味,畢竟就像著名物理學家波爾所說:「這段過程在超時空之外。」


當日連線畫面
(左:台大物理系教授 高涌泉,右:北藝大美術系助理教授 沈伯丞,右上:藝術家 王郁媜)


在已知與未知間徘徊


量子理論啟發了科幻作品無窮的想像力,身為全世界最龐大,而且不斷挑戰物理極限的CERN也透過藝術進駐計畫,邀請藝術家與科學家對談,希望藉此啟發藝術家創作。移居倫敦近20年的藝術家王郁媜便藉這次計畫進駐CERN,嘗試提出科學本質,甚至是大霹靂之前是否有時間等問題,但她一開始很難了解實驗如何運作。


王郁媜後來參訪了CERN檔案室,看到一批1960年代氣泡室研究照片,成為她這次創作的轉捩點。氣泡室是早期記錄高速粒子軌跡的偵測器。王郁媜雖然不了解粒子軌跡的物理意義,卻從這些線條聯想到自己的繪畫作品。當她和不同部門的科學家、工程師,甚至與曾參與氣泡室研究的物理學家討論,她看見了這次創作的核心:從氣泡室圖片與照片生產的步驟與過程,她可以了解科技的演進、科學如何從圖像說明轉換成數據解讀的過程。


王郁媜這次的作品<目前無法證明,但我們知道它的存在>除了有氣泡室實驗照片的投影,她也自己繪製想像的科學儀器,再搭配多聲道播放許多物理學家的口白,觀眾可在多個台座中觀看與聆聽。王郁媜想讓觀眾體會在看得到與看不到之間猶疑的過程。王郁媜也提到,作品投影表現出明暗之間的狀態,其實隱喻了科學實驗的本質,也就是在掌握與無法掌握、在已知與未知之間的徘徊。


科學與藝術之美


談到藝術與科學的交融關係時,高涌泉認為藝術自古便常受科學啟發。CERN利用如此龐大的儀器追尋物理極限,必能提供藝術家想像空間。王郁媜認為科學儀器延伸了人類的感官,這和運用不同觀看方法幫助感知的藝術創作很類似。


兩人最後也談了藝術與科學中的美。高涌泉舉哲學家培根的話:「至上的美,總有奇異的成份。」他認為科學尋找的是真相,但也的確具備奇異的元素,例如牛頓力學、或是地球是圓的想法,這都是人類主觀難以設想的概念,科學其實就是對於大自然的不自然觀點,但也顯露出科學之美。王郁媜則舉了物理學家狄拉克所說:「數學公式要美,才會更靠近真實。」即使在藝術領域,美的定義隨著時間不斷改變,但是她認為不論藝術或科學,越靠近真實越美,可能是最經得起考驗的定義。


而這也就好像是本次展覽的主題「對稱性破缺」,呈現科學與藝術在本質上某種對稱的特質,兩者以不同的方式(理性與感性)觀察我們的世界,追尋 著當中的真實與美。


完整影片請見此: