隨著科學技術的進步，越來越多以前不可見的事物被清晰地呈現(xiàn)在觀者面前，我們對事物的既定認知也在不斷地經(jīng)歷著確立、推翻到再確立的往復。正如保羅?托馬斯教授（Paul Thomas）指出的那樣，這場可視化的進程到了今天已經(jīng)進入了微觀的量子層面并運用到了量子力學，這不僅僅是帶來了視覺上的沖擊，更是標志著一個充滿不確定性的新時代的到來。

2019年10月10日晚，由中央美術學院視覺藝術高精尖創(chuàng)新中心、中央美術學院藝術與技術中心、中央美術學院美術館、新時線媒體藝術中心聯(lián)合主辦，題為“量子宇宙的藝術——時間，意識和混沌”的講座于央美美術館學術報告廳開講。新南威爾士大學藝術與設計學院教授保羅?托馬斯擔任主講人。講座中，托馬斯教授通過梳理人類的可視化進程，并結(jié)合自己的作品實證，向我們展示了物理界的“量子轉(zhuǎn)向”現(xiàn)象在當代藝術等領域的跨界。

托馬斯教授將不可見事物可視化的進程起點設置在19世紀英國。1831年英國物理學家法拉第（Michael Faraday）通過電磁感應實驗發(fā)現(xiàn)人們能通過磁力線示意圖感知到不可見磁場的存在。藝術家透納受法拉第科學實踐的影響，以繪畫的方式表現(xiàn)自然中類似作用力的存在。在透納創(chuàng)作的作品《雨，蒸汽和速度——西部大鐵路》中，火車在視覺上與背景中的煙云融為了一體，不再強調(diào)清晰的物體輪廓線，似乎預示著當時藝術的某種新動向。

這之后，世界各地相繼涌現(xiàn)出一大批科學家與藝術家，延續(xù)著法拉第與透納的努力。如攝影家艾廷內(nèi)?朱理斯?馬內(nèi)（Etienne Jules Marey）、埃德沃德?邁布里奇（Eadweard J Muybridge），他們的藝術實踐影響了后來立體主義和未來主義。其中馬內(nèi)通過連續(xù)攝影形成了圖中物質(zhì)輪廓完全融化的畫面，從而使得抽象的時間清晰可見，類似的方式在杜尚的繪畫作品《下樓梯的裸女》中也有體現(xiàn)。

托馬斯教授援引了未來主義者波丘尼對邊界的議論和哲學家伯格森對時間與空間的不可分割的強調(diào)，他認為不可見事物的可視化正是人對世界不斷分割、探索邊界的結(jié)果。例如X射線的發(fā)明使得人體內(nèi)部的構(gòu)造一覽無余，阻擋我們看得更加清楚的邊界不再是皮膚，而是骨骼，同時作為整體存在的“人”在視覺上也被分割成更細微的存在。

時至今天, 我們已進入了“量子時代”，源自英國的這場可視化運動也步入了更微觀的量子層面。量子作為表現(xiàn)某物質(zhì)或物理量特性的最小單元，具有不可分割性，在量子層面我們對物質(zhì)的分割似乎已經(jīng)觸及了最后的邊界。托馬斯教授不禁發(fā)問：“分割到最后，人類迎來的會是虛空嗎？”隨后，他以自己的作品為例從實驗的角度探討了納米級的物質(zhì)邊界，量子運動數(shù)據(jù)的可視化，以及量子現(xiàn)象與人類思維方面的聯(lián)系等問題。

托馬斯教授在談及物質(zhì)邊界時提到了波丘尼的相關論述——當你坐在沙發(fā)上，沙發(fā)也穿透了你，并以自己的交互作品《Midas》在納米級別對邊界進行了深入探討：當我們觸碰一個對象，雙方是否在量子的層面上有部分融合？這又是否會改變對象的屬性？為了解答疑問，托馬斯教授在創(chuàng)作這件作品時用到了原子力顯微鏡(AFM)，通過探針（約十個納米，一百個原子的厚度）的觸碰去監(jiān)測樣本的原子擾動，當探針檢測到樣本被觸摸時，觀者可以看到對應的圖像點陣變成金色。為了證實樣本的屬性變化，他甚至請同事凱文（Kevin Raxworth）編制了一個算法，使得樣本的每次觸碰都會創(chuàng)建出一個納米機器人環(huán)境，構(gòu)建出不同的模式。無數(shù)次的交互后，樣本也在逐漸被污染，金色邊緣出現(xiàn)了藍色。即在納米級別，部分樣本的屬性的確在交互中被改變了。

作為研究原子、分子等微觀粒子運動規(guī)律、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的學科，量子力學已被絕大多數(shù)物理學家視作理解和描述自然的基本理論，這使得在新理論與技術的支持下人為創(chuàng)造生命、模擬自然的行為似乎可行。在作為其回應的作品《Nanoessence》中，托馬斯教授從微觀層面出發(fā)重新思考了如何理解生命的存在，原子是否是有生命，生命是否可以通過操控原子的方式去構(gòu)建等問題。作品中，托馬斯教授完整地錄制了活細胞被掃描時震動發(fā)出的聲音，嘗試從生物學的角度探索細胞由生到死的過程中呈現(xiàn)的變化。圖像的生成大概花了二十分鐘，實驗室里的數(shù)據(jù)最終以一種可視化的藝術語言展現(xiàn)了細胞死亡的過程。

宗教中有許多類似上帝造人等創(chuàng)造生命的故事，造物主呼了一口氣，人便活了過來。教授指出了其中隱含的觀念：生命是通過神呼氣這種行為傳輸?shù)亩皇潜慌嘀驳?，這與我們在原子級別操縱或創(chuàng)造一個生命的行為恰恰是相悖的。所以該作品在隱喻的層面又回到了上帝造人的故事——即觀眾通過自己的呼吸、視覺和聲音參與作品的交互，如此才能直觀地感受生命的存在與傳遞。 

有了量子力學的理論指導，舊有的經(jīng)典理論所不及的微觀系統(tǒng)在由托馬斯教授與量子物理教授安德烈?莫雷洛（Andrew Morello）共同完成的作品《量子意識》中得到了部分的再闡釋。莫雷洛的研究主要集中在量子計算機如何控制處理器發(fā)展中所需要的電子自旋與原子核上，而托馬斯則是對理性客觀的科學結(jié)果進行藝術化的闡釋。他們合作進行了可視化再探索，使被微波信號轟擊的磷電子的疊加旋轉(zhuǎn)變得可見和可聽。作品中托馬斯教授將自己閱讀物理學家費曼1982年的論文的聲音轉(zhuǎn)成了微波信號，以這種方式刺激電子的旋轉(zhuǎn)。由于微觀世界物質(zhì)具有概率波等存在不確定性，所以圖像只是量子級別的模擬過程，算是概率的集合體，聲音進入后得到的是數(shù)種可能之一的唯一確定的結(jié)果。

與托馬斯教授研究同步的物理學家馬修?費舍爾（Matthew Fisher）在他2017年的論文中提出的“我們是量子計算機，還僅僅是聰明的機器人”這一問題，探討了人類是潛在的量子計算機的新概念，這與托馬斯的猜想不謀而合。“紅色知更鳥大腦內(nèi)的量子效應讓它們可以感知到磁力線的方向，哪怕眼睛被蒙住也能找到遷徙的路徑。同樣地，在植物的光合作用中也能捕捉到量子現(xiàn)象的存在。既然量子現(xiàn)象在自然界中大量存在，人類自身可能也不例外。而量子現(xiàn)象的存在與生成與我們?nèi)祟惥烤褂兄鯓拥年P系？”托馬斯教授提出了一個猜想：既然量子現(xiàn)象是無處不在的，我們的直覺可能也與量子隧道相關，只是我們還不知道量子現(xiàn)象在多大程度地主導我們的意識或直覺。

如波丘尼所說，自然的輪廓線（邊界）是混沌的、不清晰的，這正是媒體藝術作品《量子混沌》的真實寫照。這件作品處于經(jīng)典物理世界和量子世界可互相滲透的邊緣空間，通過比較旋轉(zhuǎn)陀螺和電子陀螺運動來探索二者的極限，并試圖厘清經(jīng)典物理學中的混沌狀態(tài)是否可以量子世界中復制出來。

為了使觀眾能夠更加直觀地體驗這種空間轉(zhuǎn)換，托馬斯的合作團隊根據(jù)推測的量子數(shù)據(jù)開發(fā)了一種算法，能實時地將圖像編織成量子混沌的視覺畫面。矛盾的是，當經(jīng)典與混沌分岔越來越小時就達到了海森堡的不確定性，因而給人一種到處都是混沌的感覺，托馬斯教授表示這正是量子力學區(qū)別于經(jīng)典物理學的特性。

托馬斯教授介紹的作品及猜想大多建立在量子力學理論基礎上，試圖從微觀層面去重新闡釋宏觀現(xiàn)象，追尋這場物理界的理論變革究竟在何種程度上重新構(gòu)筑了我們的認知。講座最后，托馬斯教授沒有急于給這個充滿不確定性的新時代下定論，只是指出量子物理學帶來的認知上的不確定的確使人類迎來了生存挑戰(zhàn)，而如要把握其中潛在的美學價值則還需要我們進一步培養(yǎng)量子意識。

文丨余牧熙
編輯丨楊鐘慧
現(xiàn)場圖丨胡思辰
（除標注外，圖片由主講人提供）