流動之美：物理學家眼中的現代藝術

2018美國物理學會流體力學分會會議 亞特蘭大報導

五年前，藝術史學家Sandra Zetina邀請專門研究生物流體力學的墨西哥國立自治大學物理系教授Roberto Zeni加入了一個特別的研究計畫：現代藝術技巧所運用的流體力學。

五年後，Zenit已經是美國物理學會會士和流體物理評論(Physical Review Fluids)的編輯委員。在今年(2018)的會議上，Zenit發表了這篇和當代重要藝術家一同合作的跨領域研究。

「我沒有資格談論藝術，可是我知道每幅畫都是從一樣的地方開始」，Zenit在他的受邀演講中談到。

 
在19世紀，現代藝術的浪潮崛起。他們反對傳統的藝術方法並推動藝術創作的新思維。墨西哥畫家David Alfaro Siqueiros在1936年創辦的工作室推廣新的藝術創作方法，跳脫用畫筆在畫布上塗抹顏料的傳統框架，對現代藝術的發展有深遠的影響。工作室的其中一名成員是美國知名畫家Jackson Pollock，他同時也是Siqueiros的學生。在這個工作室中，他發展出招牌的滴畫風格。


Zenit在談話中繼續說道：「當Zetina正在研究Siqueiros的作品時，她想到這與流體力學之間可能的關聯。於是她拿著一些畫來詢問我：『這種畫是怎麼畫出來的？創作出這些圖樣需要什麼樣的思維？』」


Zetina和Zenit做了很多歷史調查。他們讀遍Siqueiros在1936年會議中寫的信件並觀看紀錄Pollock創作的影片。除此之外，他們也進行許多流體力學實驗，藉此描繪不同的藝術家如何樹立獨特的風格。


Siqueiros在一封信中寫到他的「意外繪畫」技法(accidental painting technique)，由Zenit大致翻譯如下：「如果有兩灘顏料彼此重疊，他們就會互相滲透融合」。根據這段模糊不清的指示，Zenit的實驗室開始進行實驗，將不同黏性和密度的液體疊合。

Zenit說：「首先鋪上一層黏稠的流體，在這個例子中就是黑色顏料；接著再倒上一層不同顏色的顏料，就得到了這個像是雙層煎餅的結構。過了一段時間後，白色顏料慢慢滲入黑色顏料，你會看到表面出現一些圖樣；這些圖樣就是意外繪畫的主要特徵。上方顏料的密度必須大於下方顏料，才會出現這些條紋樣式。」

意外繪畫這種技法運用了「瑞利－泰勒不穩定性(Rayleigh-Taylor instability)」。瑞利－泰勒不穩定性描述的是兩種密度不同的流體，像是上面例子提到的黑色和白色顏料。在兩種顏料的相鄰介面，上方密度高的白色顏料會向下推擠，導致兩種顏料開始緩慢地混合。隨著顏料逐漸變乾，這種混合機制創造出獨特的黑白紋理。在自然界中也能夠發現瑞利－泰勒不穩定性，像是蟹狀星雲就是它的傑作之一。要直接研究瑞利－泰勒不穩定性的形成並不容易，不過現在透過顏料進行簡單的實驗，Zenit認為能夠更加闡明這種現象。

除了Siqueiros的意外繪畫，學徒Pollock也有與眾不同的創作技法：將顏料從棍子滴落到水平的畫布上，創造出穩定而且粗細有致的顏料線條，作為創作作品的元素。Zenit和Zetina感興趣的是：從流體力學的角度來看，他是怎麼辦到的？

Zenit說：「Pollock在創作時的身影有被影片保留下來，從影片中可以看到他創作這些線條的動作呈現出某種節奏感。我們想知道Pollock創作的思維，了解他創作這些線條時所運用的物理空間。」

透過影片觀察，Zenit可以測量到Pollock揮動手的速度以及他滴落顏料的垂直高度。Zenit利用這些參數設計了實驗，以測試不同因素對畫布上顏料的影響。實驗結果顯示，對於一般黏性的顏料，手部揮動需要達到一定的速度，才能創造出Pollock作品中招牌的細緻線條；否則線條便會顯得彎曲纏繞。

Zenit說：「當手的速度較慢，顏料線條便會開始不穩定而扭曲。顏料沒有足夠的空間可以自由流動，於是只好彎曲纏繞。如果移動的速度夠快，就能避免這種現象。」

理解到這些現代藝術技法如何實現，讓藝術家能重現並革新這些突破性的技法，並將他們融入現今的藝術作品；而這一切都是流體力學研究的功勞。Zenit的研究對象也不再限於過往的藝術家，他的實驗室現在常駐著專業水彩畫家Octavio Moctezuma，這位藝術家同樣對物理學如何實現自己的技巧十分有興趣。

Zenit說到：「藝術家知道怎麼使用這些技法，可是卻沒有適當的詞彙和物理工具來描述它。我們現在知道藝術家們其實都是流體力學大師，只是他們自己不知道而已。」


感謝American Physical Society授權物理雙月刊翻譯本文並刊登於物理雙月刊網站及雜誌。
編譯者︰林祉均
原文刊登於APS News Jan/2019
https://www.aps.org/publications/apsne ... cQAXFDZWTucucIybsMz_vGy8w