劉思瑞

科學(xué)與藝術(shù)都是人認(rèn)識(shí)世界和交換感覺(jué)的手段，是靈性思維在這個(gè)世界的集中表現(xiàn)，藝術(shù)是用創(chuàng)新的方法喚起每個(gè)人的意識(shí)或潛意識(shí)中深藏著的情感而科學(xué)是對(duì)自然界的現(xiàn)象進(jìn)行的準(zhǔn)確的觀察和抽象，這抽象的總結(jié)是自然是定律。藝術(shù)與科學(xué)的共同基礎(chǔ)是人類(lèi)與生俱來(lái)的創(chuàng)造力，他們追求的目標(biāo)都是真理的普遍性。

1初探自旋之謎

“自旋”是指量子物理學(xué)中，微觀粒子內(nèi)稟角動(dòng)力引起的內(nèi)稟運(yùn)動(dòng)。宏觀與微觀粒子的自旋，基本粒子的自旋是一個(gè)純粹的量子效應(yīng)，經(jīng)典牛頓力學(xué)描述的粒子并不具有該內(nèi)稟屬性。自旋起源于狹義相對(duì)論，自然界的所有基本粒子均可由自旋進(jìn)行分類(lèi)，其中玻色子傳遞相互作用，而狹義相對(duì)論則是時(shí)間和空間統(tǒng)一描述的理論。狹義相對(duì)論描述的1+3維時(shí)空，其三維群SO（3）具有的轉(zhuǎn)動(dòng)不變性則對(duì)應(yīng)了角動(dòng)量守恒。對(duì)洛倫茲群的旋轉(zhuǎn)不變性的推廣，則引入了自旋的描述。自旋與量子統(tǒng)計(jì)規(guī)律，粒子的自旋決定了其所要滿足的量子統(tǒng)計(jì)規(guī)律。例如費(fèi)米子統(tǒng)計(jì)規(guī)律決定了原子內(nèi)核外電子排布，類(lèi)玻色子形成庫(kù)珀對(duì)的超導(dǎo)現(xiàn)象。

狄拉克方程描述了反粒子的存在，所有粒子均存在反粒子和反物質(zhì)。而斯特恩-葛拉赫的電子實(shí)驗(yàn)則證明了自旋的存在。微觀粒子的自旋起源于狹義相對(duì)論，來(lái)源于狹義相對(duì)論所描述的洛倫茲群旋轉(zhuǎn)不變性的推廣，預(yù)言了自旋作為純量子效應(yīng)和反粒子的存在。自旋決定了粒子的量子統(tǒng)計(jì)規(guī)律，不同的統(tǒng)計(jì)分部產(chǎn)生了原子核外電子排布，超導(dǎo)等物理現(xiàn)象。而在在實(shí)驗(yàn)上則是斯特恩-葛拉赫的電子實(shí)驗(yàn)證明了自旋的存在。自旋的本質(zhì)還需要更多的解謎和探索。

2創(chuàng)作靈感來(lái)源

初次接觸到“自旋”是這次參加上海交通大學(xué)李政道科學(xué)與藝術(shù)系列主題活動(dòng)，李政道先生一直致力于推動(dòng)科學(xué)與藝術(shù)相結(jié)合，也曾邀請(qǐng)多名藝術(shù)家，一起研討創(chuàng)新，在科學(xué)界引起強(qiáng)烈反響。也很有幸在本次科學(xué)與藝術(shù)坊中與社會(huì)各界學(xué)者

與藝術(shù)家一起學(xué)習(xí)和了解這個(gè)未知的領(lǐng)域，并對(duì)科學(xué)與藝術(shù)的關(guān)系進(jìn)行了激烈的探討，也希望能用創(chuàng)意的火花點(diǎn)亮科學(xué)與藝術(shù)的神秘光輝。起初接觸這個(gè)主題時(shí)本想從“自旋”的定義出發(fā)進(jìn)行探索，但當(dāng)我了解了“自旋”并發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象至今在科學(xué)界仍未被用可視化的東西進(jìn)行表達(dá)時(shí)，我便知道這一在科學(xué)界都存在著許多困惑的現(xiàn)象根本不是我們這些外行能用三言兩語(yǔ)或是一兩個(gè)圖示就能表達(dá)清楚地。通過(guò)了解我們可以認(rèn)識(shí)到“自旋”是一個(gè)非常深?yuàn)W的概念，他把自然界

的三種相互作用在狹義相對(duì)論里，然后一直到廣義相對(duì)論理，至今它還是沒(méi)有的到徹底完備的描述，那么與其想要用藝術(shù)的形式去描述“自旋”還不如說(shuō)用藝術(shù)的形式引發(fā)人們對(duì)于“自旋”的思考。既然“自旋”是一個(gè)我們生活中看不到也摸不著但卻存在的現(xiàn)象，我們何不嘗試把科學(xué)真正的內(nèi)在遠(yuǎn)和原理概念融入到藝術(shù)表達(dá)當(dāng)中，嘗試用公共藝術(shù)壁畫(huà)中所具有的極強(qiáng)的主題性和內(nèi)在的感染力帶給觀眾強(qiáng)烈的視覺(jué)效果從而引發(fā)人們對(duì)于“自旋”的思考和探索。

3 創(chuàng)作想法

通過(guò)了解與學(xué)習(xí)粒子的“自旋”讓我萌生了一個(gè)大膽的想法，既然“自旋”我們?nèi)庋蹮o(wú)法觀測(cè)到的，至今也無(wú)法用統(tǒng)一的公式或形態(tài)表達(dá)的，是摸不到也抓不住，更與自轉(zhuǎn)的本質(zhì)是完全不同，那我們何不嘗試在日常生活中找到與之神秘特性相似的東西來(lái)比喻，在與交大科藝工作坊的老師談話時(shí)，老師將其比喻為太陽(yáng)使我茅塞頓開(kāi)，我們通過(guò)肉眼所觀測(cè)到的太陽(yáng)之所以是紅的那時(shí)因?yàn)樵谠缟虾忘S昏空氣里面的水氣是最豐富的而反射最厲害的就是水氣里面的紅色的元素通常我們說(shuō)太陽(yáng)光是白光，這是說(shuō)的大白天，大約上午8，9點(diǎn)鐘到下午4，5點(diǎn)鐘，其實(shí)，太陽(yáng)光也不是嚴(yán)格的白光，太陽(yáng)光中包含有紅橙黃綠青藍(lán)紫各種色光，深究于此其實(shí)太陽(yáng)光真正的顏色也是我們所看不到摸不著的，但當(dāng)人們看到暖色的藝術(shù)品時(shí)中能想到熱情，炙熱甚至溫暖的太陽(yáng)，這就是人們對(duì)于暖的一個(gè)潛移默化的定義。所以我選擇用光束與角動(dòng)力這一因素結(jié)合，在空間中營(yíng)造能帶給觀眾視覺(jué)沖擊的美感，做一個(gè)帶有強(qiáng)光照射性的裝置。將這個(gè)會(huì)自旋并散射光斑的裝置從任意一側(cè)釋放，根據(jù)地心引力此裝置會(huì)不停地?fù)u擺，是觀者能夠感受到半徑越大搖擺速度越快，隨著地心引力半徑減小，裝置搖擺的速度也越來(lái)越小，從而了解宏觀意義上的角動(dòng)力并引發(fā)人們對(duì)于微觀粒子內(nèi)稟角動(dòng)力的思考。在裝置周?chē)h(huán)境的底部會(huì)有磁場(chǎng)引發(fā)的氣流帶動(dòng)畫(huà)布，讓人們了解到物理學(xué)中的磁場(chǎng)從而聯(lián)想到生活中的科學(xué)產(chǎn)物核磁共振進(jìn)而引發(fā)對(duì)于“自旋”的思考。畫(huà)布下層有一個(gè)努力揭開(kāi)畫(huà)布的人在涌動(dòng)，也代表這人類(lèi)努力揭開(kāi)科學(xué)的謎底用于攀登不斷探索的精神。

4總結(jié)

藝術(shù)與科學(xué)同樣結(jié)緣于生活，都以表達(dá)、反映生活為己任，但運(yùn)用的手段卻不一樣。社會(huì)科學(xué)用論證、抽象的概念來(lái)運(yùn)作，而藝術(shù)則致力于情節(jié)、形象的把握。作為一名藝術(shù)的表達(dá)者，雖然不能用圖示或文字去解釋“自旋”但能讓大家了解到引發(fā)“自旋”這一現(xiàn)象的內(nèi)在因素，嘗試引導(dǎo)觀看者避免陷入自旋的字面理解當(dāng)中，在視覺(jué)享受的同時(shí)帶領(lǐng)觀眾走向正確的思考方向，用藝術(shù)的視角詮釋對(duì)于科學(xué)的理解，讓科學(xué)與藝術(shù)在不斷地碰撞中釋放出更加絢麗精彩的火花。